Diferença entre taxa de avanço e velocidade de corte na usinagem CNC

Na usinagem CNC, o avanço e a velocidade de corte são dois parâmetros críticos que impactam diretamente a eficiência da usinagem, a qualidade da peça e a vida útil da ferramenta. Escolher o avanço e a velocidade de corte corretos pode não apenas acelerar os processos de usinagem, mas também encurtar o tempo de produção mas também melhoram a qualidade da superfície e prolongam a vida útil da ferramenta. Um profundo conhecimento desses parâmetros e sua aplicação na usinagem real é essencial para otimizar os processos CNC.

No texto a seguir, Yonglihao Machinery explorará mais detalhadamente como selecionar a taxa de avanço e a velocidade de corte ideais com base em necessidades específicas de usinagem.

O que é a taxa de alimentação?

Na usinagem CNC, a taxa de avanço (também conhecida como velocidade de avanço) é a medida da distância que uma ferramenta percorre ao longo da superfície da peça por unidade de tempo, geralmente expressa em milímetros por minuto (mm/min) ou polegadas por minuto (rpm). A taxa de avanço é um parâmetro crítico no processo de usinagem, afetando diretamente a eficiência da usinagem, o desgaste da ferramenta, a qualidade da usinagem e o tempo total de usinagem. A seleção da taxa de avanço precisa ser ajustada com precisão com base na tarefa de usinagem específica, nas propriedades do material, no tipo de ferramenta e nos requisitos de qualidade da superfície.

Escolhendo a taxa de alimentação ideal

Ao selecionar a taxa de alimentação ideal, vários fatores precisam ser considerados:

Requisitos de qualidade e superfície da peça de trabalho: A tolerância dimensional, a complexidade da forma e os requisitos de acabamento superficial da peça influenciam a escolha da taxa de avanço. Uma taxa de avanço mais baixa geralmente é necessária para reduzir a rugosidade da superfície e garantir a precisão da usinagem, especialmente para resultados de usinagem de alta qualidade.

Material da peça e propriedades do material: A dureza, tenacidade, condutividade térmica e outras características de diferentes materiais (como ligas de alumínio, aço inoxidável, etc.) afetam diretamente a escolha da taxa de avanço. Materiais mais duros normalmente requerem taxas de avanço mais baixas para evitar danos à ferramenta, enquanto materiais com baixa condutividade térmica requerem taxas de avanço ainda mais baixas para evitar superaquecimento e recozimento da ferramenta. Ajustar a taxa de avanço de acordo com as propriedades do material é essencial para garantir um corte eficiente e evitar o desgaste prematuro da ferramenta.

Material e tipo de ferramenta: Cada material de ferramenta (como metal duro, aço rápido, etc.) e tipo (como fresas de topo, ferramentas de torneamento, etc.) possui requisitos específicos de avanço. A dureza e a resistência ao desgaste da ferramenta determinam seu desempenho em diferentes avanços.

Geometria da ferramenta de corte: A geometria da ferramenta (como raio da ponta, ângulo de saída, ângulo de alívio, etc.) influencia a taxa de avanço ideal. Geometrias especiais podem exigir ajustes na taxa de avanço para obter o melhor desempenho de corte.

Outros fatores que afetam a taxa de alimentação ideal

Tipo de operação de usinagem: Diferente operações de usinagem (como fresamento CNC, torneamento CNC e furação) exigem velocidades de avanço diferentes. O fresamento normalmente requer uma taxa de avanço maior, enquanto a furação de precisão pode exigir uma taxa de avanço menor para garantir a precisão.

Largura de corte: Uma largura de corte maior aumenta a força de corte, necessitando de uma taxa de avanço menor para evitar sobrecarga da ferramenta.

Durabilidade e vida útil da ferramenta: Uma taxa de avanço excessivamente alta aumenta a carga da ferramenta, acelerando seu desgaste. O ajuste adequado da taxa de avanço pode prolongar a vida útil da ferramenta e, ao mesmo tempo, melhorar a eficiência da usinagem. Equilibrar a produtividade e a vida útil da ferramenta é crucial para otimizar as taxas de avanço.

Produtividade: Uma taxa de avanço mais alta geralmente aumenta a velocidade de usinagem, reduzindo o tempo do ciclo e, portanto, aumentando a produtividade. No entanto, uma taxa de avanço excessivamente alta pode levar à redução da qualidade da superfície e ao aumento do desgaste da ferramenta, por isso é importante equilibrar os requisitos de qualidade e o controle de custos, ao mesmo tempo em que se aumenta a produtividade.

Capacidade de Máquina-ferramenta: A taxa de avanço máxima de uma máquina-ferramenta depende do seu projeto e das capacidades do sistema de acionamento. Exceder a capacidade da máquina pode causar vibração, trepidação da ferramenta ou até mesmo falha na usinagem.

O que é velocidade de corte?

A velocidade de corte é um parâmetro crítico que mede a velocidade com que a aresta de corte de uma ferramenta se move em relação à superfície da peça. Na usinagem CNC, a velocidade de corte é normalmente expressa em metros por minuto (m/min) ou pés por minuto (pés/min). Ela não afeta apenas a eficiência da usinagem, mas também tem um impacto significativo na qualidade da usinagem, no desgaste da ferramenta e nos custos de usinagem. A velocidade de corte adequada pode otimizar o processo de usinagem, aumentar a eficiência da produção e prolongar a vida útil da ferramenta.

Escolhendo a velocidade de corte ideal

Selecionar a velocidade de corte ideal requer a consideração de múltiplos fatores para equilibrar a qualidade e a eficiência da usinagem. Os principais fatores de influência incluem:

Dureza da peça de trabalhoA dureza do material da peça influencia diretamente a escolha da velocidade de corte. Materiais mais duros requerem velocidades de corte mais baixas para reduzir o desgaste da ferramenta e prolongar sua vida útil. Por outro lado, velocidades de corte excessivamente altas podem acelerar o desgaste da ferramenta e degradar a qualidade da superfície da peça.

Resistência da ferramenta de corte: O material, a resistência e a resistência ao desgaste da ferramenta determinam a velocidade de corte que ela pode suportar. Ferramentas de metal duro podem operar em velocidades de corte mais altas, enquanto ferramentas de aço rápido normalmente requerem velocidades mais baixas. A resistência insuficiente da ferramenta pode levar à quebra da ferramenta ou ao desgaste rápido, afetando o resultado da usinagem.

Vida útil da ferramenta: Embora velocidades de corte mais altas possam aumentar a eficiência da usinagem, elas também aumentam a carga térmica na ferramenta, acelerando o desgaste e reduzindo sua vida útil. Selecionar uma velocidade de corte adequada pode reduzir as taxas de desgaste da ferramenta, prolongar sua vida útil e manter alta qualidade e eficiência na usinagem. Ao otimizar o processo de usinagem, é crucial encontrar o equilíbrio ideal entre a vida útil da ferramenta e a velocidade de corte.

Por que velocidade e avanço são importantes na usinagem?

Velocidade (velocidade de corte) e taxa de avanço são dois parâmetros cruciais na usinagem, pois afetam diretamente vários aspectos do processo de usinagem, incluindo eficiência, qualidade da superfície, vida útil da ferramenta e custos gerais de usinagem.

Eficiência de usinagem: Velocidades de corte mais altas podem reduzir o tempo de usinagem, enquanto uma taxa de avanço apropriada garante a rápida remoção do material, encurtando assim os ciclos de produção e aumentando a produção.

Qualidade da superfícieVelocidades de corte excessivamente altas podem levar ao aumento da rugosidade da superfície, enquanto uma velocidade de avanço muito alta pode causar marcas na ferramenta ou defeitos na superfície. Ajustar a velocidade e o avanço pode alcançar o acabamento superficial e a precisão desejados da peça.

Vida útil da ferramenta: Velocidades de corte mais altas e avanços mais rápidos aumentam a carga térmica na ferramenta, levando a um desgaste acelerado e menor vida útil da ferramenta. Ao otimizar esses dois parâmetros, a vida útil da ferramenta pode ser efetivamente estendida, reduzindo a frequência de trocas de ferramentas e os custos de produção.

Custos de usinagem: Configurações inadequadas de parâmetros, sejam elas muito altas ou muito baixas, podem levar a aumentos desnecessários de custos. A otimização desses dois parâmetros pode reduzir o desperdício de material, diminuir o consumo de ferramentas e reduzir os custos de energia, melhorando, em última análise, a economia da usinagem.

Estabilidade de usinagem: Configurações razoáveis de velocidade e taxa de avanço ajudam a manter a estabilidade do processo de usinagem, reduzindo a vibração e o ruído, garantindo uma operação suave e, assim, melhorando a consistência e a confiabilidade do produto.

Diferenças entre taxa de avanço e velocidade de corte

Avanço e velocidade de corte têm significados e impactos físicos diferentes na usinagem CNC. O avanço controla a velocidade de avanço da ferramenta em relação à peça, enquanto a velocidade de corte controla a velocidade de movimento da aresta de corte da ferramenta na superfície da peça. O avanço afeta principalmente a eficiência da usinagem e a qualidade da superfície, enquanto a velocidade de corte tem maior influência na vida útil da ferramenta e na temperatura de usinagem. O gráfico a seguir de velocidade de corte e avanço facilita a visualização da discrepância:

Temperatura de corte e vida útil da ferramenta

A temperatura de corte afeta diretamente a vida útil da ferramenta. Altas temperaturas de corte aceleram o desgaste da ferramenta, reduzindo sua durabilidade. Ajustando adequadamente a velocidade de corte e a taxa de avanço, a temperatura de corte pode ser reduzida, prolongando assim a vida útil da ferramenta.

Rugosidade da superfície e marcas de vieira

A taxa de avanço e a velocidade de corte têm um impacto significativo na qualidade da superfície da peça. Uma alta taxa de avanço pode aumentar a rugosidade da superfície e até mesmo causar marcas de vieira. Para obter uma superfície mais lisa, é necessário reduzir a taxa de avanço e otimizar a velocidade de corte.

Chumbo e Generatriz

Avanço e geratriz são fatores críticos na descrição da geometria da peça. A taxa de avanço e a velocidade de corte afetam a precisão dessas formas geométricas, o que, por sua vez, afeta as tolerâncias dimensionais e de forma gerais da peça.

Diferenças físicas e operação

As características físicas da taxa de avanço e da velocidade de corte determinam suas diferentes aplicações em operação. A taxa de avanço influencia a velocidade de avanço da ferramenta, enquanto a velocidade de corte afeta a velocidade de contato entre a ferramenta e a peça.

Movimento da ferramenta

O movimento da ferramenta é determinado conjuntamente pela taxa de avanço e pela velocidade de corte, influenciando a trajetória da ferramenta e o resultado final da usinagem durante o processo.

Direção do Chip

A taxa de avanço e a velocidade de corte afetam a formação e a direção de ejeção dos cavacos. Configurações inadequadas podem causar acúmulo de cavacos, prejudicando o bom andamento da usinagem.

Força de corte e consumo de energia

A taxa de avanço e a velocidade de corte influenciam diretamente a magnitude da força de corte, que por sua vez afeta o consumo de energia da máquina-ferramenta. Configurações adequadas podem reduzir a força de corte, diminuir o consumo de energia e prolongar a vida útil da ferramenta.

Determinando a taxa de avanço e a velocidade de corte

Fatores que afetam a taxa de avanço e a velocidade de corte

Ao determinar a taxa de avanço e a velocidade de corte, é essencial considerar vários fatores, incluindo propriedades do material, tipo de ferramenta, método de usinagem e capacidade da máquina, para garantir a eficiência e a qualidade da usinagem.

Propriedades do material e tipo de ferramenta: A dureza, a tenacidade e a condutividade térmica do material da peça influenciam diretamente a escolha da taxa de avanço e da velocidade de corte. Geralmente, materiais mais duros requerem velocidades de corte e taxas de avanço menores para reduzir o desgaste da ferramenta. O material e a geometria da ferramenta também determinam a taxa de avanço e a velocidade de corte adequadas. Por exemplo, ferramentas de metal duro podem suportar velocidades de corte mais altas, enquanto ferramentas de aço rápido são adequadas para velocidades mais baixas.

Tipo de usinagem e requisitos de superfície: Diferentes operações de usinagem têm requisitos variados de avanço e velocidade de corte. Além disso, os requisitos de acabamento superficial da peça impactarão a seleção desses parâmetros. Superfícies de alta qualidade normalmente requerem avanços e velocidades de corte mais baixos para minimizar a rugosidade e os defeitos da superfície.

Velocidade do fuso e capacidade da máquina: O limite de velocidade do fuso afeta diretamente a velocidade de corte, sendo crucial combiná-la com a velocidade do fuso, operando dentro da faixa permitida da máquina. Da mesma forma, a capacidade de avanço da máquina deve estar alinhada aos parâmetros definidos para evitar sobrecarga e garantir a estabilidade da usinagem.

Interação entre velocidade de corte e taxa de avanço: A velocidade de corte e a taxa de avanço influenciam uma à outra, e é necessário encontrar o equilíbrio ideal entre elas durante a usinagem para garantir qualidade, eficiência e vida útil da ferramenta.

Caminhos não lineares e ajustes operacionaisPara trajetórias de usinagem não lineares complexas, pode ser necessário ajustar dinamicamente a taxa de avanço e a velocidade de corte com base nas variações da trajetória para garantir um corte uniforme e uma usinagem estável. Na prática, os parâmetros devem ser ajustados continuamente com base no feedback da usinagem. Se for observado desgaste rápido da ferramenta ou baixa qualidade da superfície, ajustes devem ser feitos imediatamente para otimizar os resultados da usinagem.

Calculando a taxa de avanço e a velocidade de corte

O cálculo da taxa de avanço e da velocidade de corte é uma etapa crítica na determinação dos parâmetros de usinagem. Esses cálculos normalmente se baseiam no tipo de material, nas especificações da ferramenta, nas condições de usinagem e no resultado desejado. Fórmulas empíricas e dados fornecidos pelos fabricantes de ferramentas são ferramentas de referência comumente utilizadas. Cálculos corretos garantem que os parâmetros selecionados atendam aos requisitos de usinagem, equilibrando eficiência, qualidade e vida útil da ferramenta. Para operações de usinagem complexas, atenção especial deve ser dada a trajetórias não lineares ou materiais especiais durante os cálculos para garantir que os resultados finais atendam às expectativas.

Conclusão: Maximizando a eficiência da usinagem CNC

A chave para maximizar a eficiência na usinagem CNC é entender e aplicar a taxa de avanço e a velocidade de corte. Escolher a melhor taxa de avanço e velocidade de corte aumenta a produtividade. Também prolonga a vida útil da ferramenta e garante peças de alta qualidade. Você deve ajustar esses parâmetros com precisão. Considere os materiais da peça e da ferramenta, o tipo de usinagem e as capacidades da máquina. Esta é a base para uma usinagem eficiente e econômica. Portanto, compreender o impacto desses parâmetros de usinagem é fundamental. Encontrar as melhores configurações para uma tarefa por meio de testes contínuos é uma maneira eficaz de melhorar a eficiência da usinagem CNC. O que você deve saber antes de realizar a usinagem de produção CNC inclui como esses parâmetros principais são definidos e ajustados e como selecionar as condições de usinagem corretas para sua tarefa e material específicos.

Perguntas frequentes

As taxas de avanço e as velocidades de corte afetam a vida útil da ferramenta?

Sim, a taxa de avanço e a velocidade de corte têm um efeito significativo na vida útil da ferramenta. Cortar muito rápido pode causar superaquecimento e desgaste rápido da ferramenta. Avançar muito rápido pode causar quebra ou desgaste prematuro da ferramenta. Selecionar e otimizar corretamente esses parâmetros é fundamental para prolongar a vida útil da ferramenta. Isso garante a qualidade da usinagem e melhora a produtividade.

A velocidade de corte e a taxa de avanço são as mesmas?

Não, não são a mesma coisa. A velocidade de corte refere-se à velocidade superficial da aresta de corte da ferramenta, enquanto a taxa de avanço refere-se à velocidade com que a ferramenta se move em relação à peça de trabalho.

O que é a taxa de avanço na usinagem CNC?

A taxa de avanço se refere à velocidade na qual a ferramenta se move em relação à peça de trabalho, normalmente medida em milímetros por minuto ou polegadas por minuto.

O que acontece se minha velocidade de corte for muito alta?

Velocidades de corte excessivamente altas podem levar ao desgaste rápido da ferramenta, gerar altas temperaturas, degradar a qualidade da usinagem e até mesmo danificar a ferramenta ou a peça de trabalho.

O que tem mais influência na taxa de avanço e na velocidade de corte?

A dureza da peça e a resistência ao desgaste da ferramenta são os principais fatores. Eles têm o maior impacto na taxa de avanço e na velocidade de corte. Materiais duros exigem velocidades de corte mais baixas e taxas de avanço adequadas para minimizar o desgaste da ferramenta. Ao mesmo tempo, o metal duro e outros materiais de ferramentas de alto desempenho permitem velocidades de corte mais altas. Isso sem afetar significativamente a vida útil da ferramenta.

Posso usar a mesma taxa de avanço e velocidade de corte para materiais diferentes?

Normalmente, não. Diferentes materiais têm dureza e características variadas, exigindo diferentes taxas de avanço e velocidades de corte para evitar desgaste da ferramenta e problemas de qualidade da usinagem.

Por que engenheiros e maquinistas devem considerar a velocidade de corte e a taxa de avanço na usinagem CNC?

Porque esses dois parâmetros afetam diretamente a eficiência da usinagem, a qualidade da superfície, a vida útil da ferramenta e os custos gerais de usinagem.