Matemática da Oficina de Máquinas - Fórmulas e Estratégias Comuns

A matemática da oficina mecânica é uma consideração importante para programadores e maquinistas CNC.

Um dos problemas mais comuns que tenho visto em meus anos na oficina mecânica é a falta geral de informações prontamente disponíveis e úteis sobre matemática da oficina mecânica – especificamente sobre alimentações, velocidades e fórmulas relacionadas.

Esteja você programando uma máquina CNC de 5 eixos ou girando manípulos em uma fresadora de joelho de 60 anos, os números não mentem. No entanto, uma lição muito importante que aprendi é respeitar as variáveis. Qualquer fórmula comum que você usará na oficina fornecerá as informações necessárias para abordar o corte adequadamente, mas lembre-se de sempre tratar esse número como ponto de partida. Há um número imensurável de variáveis ​​com qualquer corte, até as condições atmosféricas da oficina. Os fabricantes de ferramentas fornecerão a você números sugeridos, sejam pés de superfície por minuto, carga de cavacos por dente, rotações por minuto, polegadas por minuto ou qualquer combinação desses e mais. Tudo pode ficar muito confuso e esmagador, mas não desista de mim agora. Espero que este post possa servir como informação para você e sua loja, e espero que possa fazer algum sentido para você.

Como você pode ver nas fórmulas acima, para calcular qualquer uma delas, você precisa já conhecer alguns dos outros dados a serem inseridos. É aí que entram os fabricantes de ferramentas. Eles podem fornecer informações para você sobre suas ferramentas e aplicações específicas. No entanto, existem algumas informações básicas com base no material que você está cortando que fornecerei a você agora. Tenha em mente que estes são pontos de partida, o melhor juiz serão seus olhos e ouvidos. A seguir está uma lista de sugestões de SFPM para materiais comuns:

Matemática da Oficina de Máquinas – SFPM para Materiais Comuns:

Então, digamos que estamos usando uma fresa de topo de metal duro de 0,500” para corte de alumínio. Observando nosso gráfico, o SFPM sugerido é 800. Para determinar nosso RPM sugerido, usamos a fórmula acima SFPM x 3,82 / Diâmetro da ferramenta:

Vou dar outro exemplo, desta vez com uma ferramenta significativamente menor. Vamos usar o mesmo material, mas desta vez com uma fresa de topo de metal duro de 0,125”.

Você pode ver claramente onde o diâmetro da ferramenta altera drasticamente os parâmetros sugeridos e onde um fuso de alta rotação é um fator valioso. Esta tabela pode ser usada para esses materiais comuns, no entanto, o fabricante das ferramentas que você escolher provavelmente terá informações específicas sobre as ferramentas que você comprou que devem sempre ser usadas quando disponíveis.

Você ainda está comigo? Eu sei, você se sente como se estivesse na álgebra do ensino médio novamente. Todos esses números farão mais sentido quando você começar a aplicá-los a trabalhos em SUA loja em SUA máquina, até lá fique comigo! Eu prometo que vai valer a pena o seu tempo. Vamos passar para Polegadas por minuto .

Se você fizer referência à fórmula acima Taxa de alimentação (polegadas por minuto) =RPM x Carga de cavacos por dente x Número de flautas você vê que, para calcular isso, você precisa de informações da ferramenta. Carga de cavacos por dente é a quantidade de material que um dente, ou canal, da ferramenta está removendo em uma revolução. A maioria dos fabricantes de ferramentas sugeriu informações de carga de cavacos disponíveis, mas você também pode usar seu próprio conhecimento e experiência para fazer uma sugestão.

Neste exemplo, usaremos uma fresa de topo de metal duro de 0,500” com três canais para cortar alumínio. Como já sabemos desde o primeiro exemplo que o RPM sugerido é 6.112, tudo o que precisamos é a carga de cavacos por dente. O fabricante sugere 0,005” por carga de cavaco de dente nesta ferramenta, então temos todas as informações necessárias para calcular nossa taxa de avanço.

Ver? Isso não é tão confuso quanto parecia. No entanto, aqui é onde algumas das variáveis ​​entram em jogo. Uma consideração séria precisa ser feita para o tipo de corte que você está realizando. Se você estiver fresando uma ranhura com engate total da ferramenta, você precisa ser mais conservador. No entanto, se você estiver utilizando uma estratégia dinâmica (conforme discutido em outra postagem do blog), poderá ser mais agressivo. Como afirmei no início, esses números são pontos de partida.

Por fim, discutiremos como calcular a Carga de cavacos por dente . Esta é uma fórmula útil para preparar um corte ou programar e analisar um corte existente. Você pode olhar facilmente para o seu programa enquanto tenta otimizar o acabamento da superfície, o tempo de ciclo ou a vida útil da ferramenta e isso será um bom indicador da utilização adequada da ferramenta.

Digamos que estávamos executando esse último exemplo a 4.000 RPM em vez dos 6.112 sugeridos. Também o executamos a 120 IPM em vez de 91,68 IPM. Nossos resultados não foram bons e o Controle de Qualidade quer respostas… AGORA! Então, vamos conferir os números!

Isso é o dobro da sugestão do fabricante, portanto, um bom lugar para começar a procurar problemas. Usando a fórmula que você dominou agora, você sabe que precisa reduzir sua taxa de alimentação ou aumentar seu RPM para atender aos requisitos.

Agora que você está munido de uma compreensão básica dessas fórmulas e do conhecimento de que NADA disso está gravado em pedra, você está pronto para começar a aplicá-lo ao seu trabalho diário. Você ficará surpreso com a rapidez com que não precisará consultar nenhum gráfico ou site para ter confiança em seus números e o trabalho de programar uma máquina CNC muito cara se tornará um pouco menos estressante. Acesse o Guia de velocidades e feeds