Taxa de Avanço vs. Velocidade de Corte: Diferenças Essenciais para o Sucesso na Usinagem CNC

A usinagem CNC (Controle Numérico Computadorizado) é um processo de manufatura subtrativo que utiliza códigos programados para controlar o movimento dos eixos da ferramenta. Esses códigos incluem todos os parâmetros de corte necessários, como movimento da ferramenta de corte, velocidades do fuso, avanços, RPMs, etc.

É fundamental considerar esses parâmetros ao projetar peças para operações de usinagem CNC. A otimização de várias etapas do processo será assegurada por esses parâmetros. A vida útil da ferramenta e o consumo de energia serão otimizados pela velocidade de corte. O tempo de usinagem e a rugosidade superficial das peças finais serão governados pela taxa de avanço.

Por isso, engenheiros e operadores devem conhecer a velocidade de corte e a taxa de avanço, bem como as diferenças entre elas e como calculá-las. Continue lendo.

O que é Taxa de Avanço?

Durante uma revolução do fuso, a distância percorrida pela ferramenta de corte é conhecida como taxa de avanço. Também pode ser denominada velocidade de engate da ferramenta de corte e, para operações de fresamento, é geralmente medida em polegadas/minuto ou milímetros/minuto.

Para operações de furação e torneamento, pode ser medida em polegadas/revolução ou milímetros/revolução. A variação nas taxas de avanço dependerá do material da peça (Aço, Madeira, Alumínio, Aço Inoxidável, etc.), do material da ferramenta (HSS, Cerâmica, Cermet, etc.) e de outros fatores de corte, como acabamento superficial e características da máquina CNC.

A estética das peças usinadas dependerá da taxa de avanço e, portanto, a otimização da taxa de avanço é crucial nos processos de usinagem CNC.

Seleção da Taxa de Avanço Ótima

Todos os aspectos do processo de usinagem CNC estão diretamente relacionados à taxa de avanço, desde a segurança até a produtividade, vida útil da ferramenta e qualidade do produto. Ao escolher a taxa de avanço, os seguintes fatores devem ser considerados.

Produtividade

Para taxas de produtividade mais altas, a taxa de avanço pode ser aumentada sacrificando a qualidade superficial. Em outro caso, mantendo a taxa de avanço estável, a velocidade de corte pode ser aumentada.

Acabamento Superficial

Um melhor acabamento superficial pode ser atingido com taxas de avanço mais baixas. Uma taxa de avanço grosseira pode ser considerada para desbaste. Por exemplo, a taxa de avanço pode ser considerada como 0,01-0,05 mm/rev para operação de acabamento e 0,1-0,3 mm/rev para operação de torneamento de desbaste.

Limite da Taxa de Avanço

As ferramentas de máquina disponíveis têm uma haste de avanço, dentro dos limites mínimo e máximo. Para essas ferramentas, além do limite não é permitido, mas apenas algumas opções de taxa de avanço dentro da faixa podem ser aplicadas para tornos convencionais.

Geometria da Ferramenta de Corte

O acabamento superficial das peças pode ser afetado pela geometria da ferramenta, além da taxa de avanço. Um valor mais alto para a geometria da ferramenta pode ser preferido, se a geometria permitir.

Capacidade da Ferramenta de Máquina

Altas forças de corte e vibrações podem ocorrer devido a uma taxa de avanço mais alta. A taxa de avanço deve ser escolhida, dependendo da absorção e transmissão de altas forças e vibrações da ferramenta de máquina.

O que é Velocidade de Corte?

A velocidade relativa entre a ferramenta de corte e a superfície da peça é geralmente conhecida como velocidade superficial ou velocidade de corte. Também pode ser definida como a distância linear em metros por minuto ou pés por minuto que o material da ferramenta de corte move sobre a superfície da peça para um processo de corte.

Os principais parâmetros da usinagem CNC, como consumo de energia, temperatura de corte e vida útil da ferramenta, etc., serão determinados pela velocidade de corte. Os valores de velocidade de corte variarão de acordo com diferentes materiais, como aço de alto carbono, aço de baixo carbono, alumínio e plásticos. Algumas ferramentas ou processos, como ferramentas de rosqueamento e ferramentas de knurling, operarão em velocidades de corte mais baixas do que as mencionadas.

Seleção da Velocidade de Corte Ótima

Para obter o melhor resultado do processo de usinagem CNC, a velocidade de corte ótima deve ser garantida. A velocidade de corte ótima para um determinado processo de usinagem CNC pode ser prevista usando os seguintes fatores.

Dureza da Peça

A resistência de um material à deformação causada por abrasão, indentação e arranhões é geralmente denominada dureza. Durante o processo de usinagem, certos cuidados devem ser mantidos para peças mais duras, pois elas podem deteriorar facilmente o desempenho da ferramenta. Durante a usinagem de um material mais duro, velocidades de corte mais lentas devem ser impostas. Por exemplo, uma velocidade de corte mais baixa é necessária para titânio em comparação com aço.

Resistência da Ferramenta de Corte

Para operações de usinagem, a resistência da aresta de corte da ferramenta desempenha um papel crucial nas velocidades de corte permissíveis. Por exemplo, durante a usinagem, para velocidades de corte mais altas, ferramentas de corte feitas de materiais de alta resistência, como diamante e nitreto de boro de carbono, podem ser usadas. Por outro lado, para velocidades de corte mais baixas, ferramentas de corte feitas de aço rápido podem ser usadas.

Vida Útil da Ferramenta

Com velocidades de corte mais altas, materiais de ferramenta de corte mais macios se desgastarão rapidamente, o que levará a uma vida útil mais curta da ferramenta. Outro fator crucial para determinar a velocidade de corte é por quanto tempo o engenheiro ou operador deseja trabalhar com essa ferramenta. Principalmente, isso incluirá parâmetros como custo da ferramenta e quantidade de peças produzidas. Se esses parâmetros estiverem dentro dos limites permitidos, então a alta velocidade de corte pode ser utilizada.

Por que Velocidades e Avanços são Importantes na Usinagem?

Velocidades e avanços são importantes na usinagem porque determinam a taxa na qual o material é removido e quanto material é removido.

As velocidades e avanços podem influenciar significativamente a vida útil de uma ferramenta.

A diferença entre a taxa de avanço e a velocidade de corte pode ser determinada por um fator crucial chamado temperatura de corte, porque a temperatura de corte mais alta pode prejudicar parâmetros como vida útil da ferramenta e rugosidade superficial.

Os efeitos ruins de velocidades e avanços não são visíveis em materiais mais macios (alumínio ou resina), porque há uma ampla margem para erro. No entanto, os efeitos ruins de velocidades e avanços são visíveis em materiais mais duros (titânio ou Inconel) porque há uma faixa limitada para erro.

A ferramenta de corte quebrará prontamente se houver uma ligeira diferença entre velocidade e taxa de avanço.

As velocidades e avanços são obrigatórios para atingir melhor rugosidade superficial. Se a máquina funcionar com um alto valor de taxa de ferramenta e velocidade do fuso, marcas de vibração aparecerão na superfície do material.

Diferença Entre Taxa de Avanço e Velocidade de Corte

Embora tanto a taxa de avanço quanto a velocidade de corte afetem o desempenho geral da máquina, elas na verdade se referem a duas coisas diferentes. Para obter os melhores resultados da sua máquina CNC, é importante entender a diferença entre as duas.

1. A principal diferença entre taxa de avanço e velocidade de corte é que a taxa de avanço é a velocidade na qual a ferramenta se move através da peça, enquanto a velocidade de corte é a velocidade na qual a aresta de corte da ferramenta se move.

Em outras palavras, a taxa de avanço é uma medida de quão rápido a ferramenta se move através do material enquanto a velocidade de corte é uma medida de quão rápido a ferramenta realmente corta.

2. A velocidade de corte gera uma diretriz e é geralmente medida em m/min ou ft./min, denotada por Vc. A taxa de avanço gera uma diretriz e é geralmente medida em mm/rev ou mm/min, denotada por s ou f.

3. Durante a usinagem, a velocidade de corte influenciará a força de corte e o consumo de energia. Mas a taxa de avanço não influencia.

4. A velocidade de corte não tem nenhum papel em desviar a direção do cavaco da ortogonal. No entanto, em quase todos os casos, a taxa de avanço influenciará o fluxo da direção real do cavaco.

5. A temperatura de corte, desgaste da ferramenta e vida útil da ferramenta são menos impactados pela taxa de avanço. Mas a velocidade de corte será grandemente impactada.

6. A geração de marcas de avanço ou escálopes na superfície usinada não tem o envolvimento direto da velocidade de corte. No entanto, as marcas de escálopes na superfície do produto final terão o envolvimento direto da taxa de avanço e isso representará diretamente a rugosidade superficial.

A tabela a seguir de velocidade de corte e taxa de avanço fornece uma compreensão visual mais clara das diferenças.

Como Determinar Taxa de Avanço e Velocidade de Corte?

O gráfico acima revela todos os parâmetros necessários envolvidos para determinar a velocidade de corte e a taxa de avanço. Para determinar a velocidade de corte e o avanço, a velocidade do fuso é o requisito básico. O avanço final pode ser atingido seguindo dois métodos: primeiro, determinando o avanço por dente e, segundo, usando este avanço por dente, o avanço da ferramenta pode ser determinado.

Outras considerações importantes

Limite de Velocidade do Fuso

Os pés de superfície por minuto (SFM) baseados no material e no diâmetro da ferramenta serão necessários para definir a velocidade da ferramenta em RPM. Às vezes, com ferramentas minúsculas e/ou certos materiais, o cálculo de velocidade resulta em algo inviável.

Nesse caso, o operador deve executar a ferramenta com a velocidade máxima confortável da máquina e a carga de cavaco necessária para o diâmetro é mantida. Com isso, na velocidade máxima da máquina, os parâmetros ótimos podem ser alcançados.

Caminho Não Linear

Geralmente, as taxas de avanço são assumidas como movimento linear, ou seja, a distância linear movida. No entanto, existem alguns casos em que as taxas de avanço serão consideradas em um arco ou caminho de interpolação circular (diâmetro externo ou interno). À medida que a profundidade de corte aumenta, há um aumento no ângulo de engate na ferramenta, o que leva a um caminho não linear. O engate da ferramenta é maior para cantos internos em comparação com cantos externos.

Interação da Velocidade de Corte e Taxa de Avanço

Durante a usinagem, a ferramenta de corte comprime a superfície da peça e remove uma fina camada de material na forma de um cavaco. A velocidade relativa entre a peça e a ferramenta é desejada para transmitir a força compressiva necessária. A velocidade relativa primária foi produzida pela velocidade de corte, que ajuda a prever a remoção de material.

Para prever o material removido de toda a superfície da peça, outro movimento síncrono conhecido como movimento de avanço deve ser fornecido à ferramenta ou peça (diferente para diferentes operações de fresamento) na direção pretendida. Essas ações simultâneas de taxa de avanço e velocidade de corte junto com o movimento de avanço realizarão os requisitos básicos de usinagem.

Conclusão

As velocidades e avanços são necessários para otimizar várias partes dos parâmetros de usinagem CNC, como vida útil da ferramenta, consumo de energia, tempo e rugosidade. Fazer a interação entre velocidade de corte e taxa de avanço é de grande benefício para a produção de peças usinadas CNC. Portanto, para decidir as velocidades e avanços, os engenheiros e operadores devem compreendê-los completamente.

Na WayKen, nossos engenheiros e operadores experientes estão disponíveis para atender diferentes necessidades de usinagem para garantir que as peças e produtos que você precisa sejam produzidos. Se você está preocupado com velocidades de corte e taxas de avanço em suas peças usinadas CNC, entre em contato conosco hoje. Você sempre obterá a melhor peça usinada que espera.

Perguntas Frequentes

Velocidade de corte e taxa de avanço são a mesma coisa?

Não, velocidade de corte e taxa de avanço não são a mesma coisa. Velocidade de corte é a velocidade na qual a ferramenta de corte se move através do material sendo cortado. Taxa de avanço é a velocidade na qual o material sendo cortado se move passando pela ferramenta de corte.

O que significa SFM na usinagem?

SFM, também chamado de velocidade superficial, significa Pés de Superfície por Minuto e é uma medida comum de velocidade de corte na usinagem. Representa o número de pés que uma ferramenta pode percorrer sobre uma peça em um minuto. Quanto maior o SFM, mais rápida a velocidade de corte.

Por que engenheiros e operadores devem considerar velocidades de corte e taxas de avanço durante a usinagem CNC?

Engenheiros e operadores devem considerar velocidades de corte e taxas de avanço durante a usinagem CNC porque isso afeta diretamente a qualidade do produto final. Se a velocidade de corte for muito lenta, o material não será cortado limpo e haverá risco de rebarbas ou outras imperfeições.