Fórmulas de cálculo CNC essenciais que deve conhecer

Neste artigo, vamos explorar fórmulas essenciais para trigonometria, velocidade de corte, taxas de avanço e muito mais. Obterá conhecimentos práticos para melhorar a eficiência e a precisão da maquinagem. Prepare-se para desvendar os segredos por detrás da maquinação sem falhas!

Fórmula de cálculo CNC

Índice

Fórmula de cálculo CNC comummente utilizada

I. O cálculo de valores trigonométricos

1.tgθ=b/a ctgθ=a/b

2. sinθ=b/c cos=a/c

II. Cálculo da velocidade de corte

Vc=(πDS)/1000

  • Vc: velocidade linear (m/min)
  • π: Circunferência (3,14159)
  • D: Diâmetro da ferramenta (mm)
  • S: Velocidade de rotação (rpm)

III. Cálculo do valor de alimentação (valor F)

F=SZFz

  • F: Avanço (mm/min)
  • S: Velocidade de rotação (rpm)
  • Z: Número de lâminas
  • Fz: (avanço efetivo por lâmina)

IV. Cálculo da altura dos resíduos

Vieira=(ae*ae)/8R

  • Vieira: Altura do resíduo (mm)
  • ae: Passo XY (mm)
  • R: Raio da ferramenta (mm)

V. Cálculo dos furos de projeção

Φ=√2R2

X. Y=D/4

  • Φ: Diâmetro dos orifícios da bala (mm)
  • R: Raio da ferramenta (mm)
  • D: Diâmetro da ferramenta (mm)

VI. Cálculo da entrada de material

Q=(aeapF)/1000

  • Q: A quantidade de material recolhido (cm3/min)
  • ae: Passo XY (mm)
  • ap: Passo Z (mm)

VII. Cálculo do avanço por lâmina

Fz=hm * √(D/ap )

  • Fz: Avanço real por lâmina
  • hm: avanço teórico por lâmina
  • ap:Z passo (mm)
  • D: Diâmetro da lâmina (mm)

VIII. Método de tratamento dos bordos de corte

Profundidade da ferramenta = espessura da placa - altura da ferramenta + ponta da broca (0,3D)

  • D : Diâmetro da faca

IX. Fórmula do tempo de perfuração

T(min)=L(min)/N(rpm)*f(mm/rev)=πDL/1000vf

  • L: Comprimento total do perfuração
  • N: Número de voltas
  • f: fator de volume de alimentação
  • D: Diâmetro da broca
  • v: Velocidade de corte

Tabela de factores de perfuração fz 

Diâmetro mmFaca de alimentação mm/rot
1.6~3.20.025~0.075
3.2~6.40.05~0.15
6.4~12.80.10~0.25
12.8~250.175~0.375
>250.376~0.625

X. Fórmulas para o cálculo dos dentes dos tubos

1 polegada = 25,4 mm.

XI. Potência (perfurador de canhão)

  • W = Md*N/97.410.
  • W: Potência necessária (KW)
  • Md: binário (kg-cm)
  • N: Número de rotações (r.p.m.)

XII. A fórmula de cálculo do binário é a seguinte

  • Md=1/20*f*ps*r2
  • f é o coeficiente de avanço mm/rot.
  • r é o raio da broca (mm)
  • α: rácio de resistência ao corte ps. com pequeno avanço, aço geral 500kg/m²; ferro fundido geral 300kg/m²

Perguntas mais frequentes

Seguem-se as respostas a algumas perguntas frequentes:

Qual é a fórmula para calcular a velocidade de corte na maquinagem CNC?

A fórmula para calcular a velocidade de corte na maquinagem CNC é:

Vc=π×D×N

Onde:

  • ( Vc ) é a velocidade de corte em metros por minuto (m/min) ou pés por minuto (ft/min).
  • ( π ) é uma constante (aproximadamente 3,14).
  • ( D ) é o diâmetro da peça de trabalho ou da ferramenta, normalmente medido em milímetros (mm) ou polegadas.
  • ( N ) é a velocidade do fuso, medida em rotações por minuto (rpm).

Por exemplo, se estiver a maquinar uma peça de trabalho com um diâmetro de 25 mm a uma velocidade do fuso de 4500 rpm, a velocidade de corte será calculada da seguinte forma:

Vc=π×25×4500=353,250mm/min

Para converter este valor em metros por minuto, dividir por 1000:

Vc=353,2501000=353.25m/min

Esta fórmula é essencial para otimizar os processos de maquinagem, garantindo a eficiência, a longevidade da ferramenta e a obtenção do acabamento superficial desejado.

Como é que se determina a velocidade de rotação de uma máquina CNC?

Para determinar a velocidade de rotação (RPM) de uma máquina CNC, utiliza-se a fórmula:

N=Vcπ×D

onde ( N ) é a velocidade de rotação em rotações por minuto (RPM), ( Vc ) é a velocidade de corte em metros por minuto (m/min), e ( D ) é o diâmetro da ferramenta em metros (m). Por exemplo, se a velocidade de corte ( Vc ) for 100 m/min e o diâmetro da ferramenta ( D ) for 0,025 m (25 mm), o cálculo será:

N=1003.14×0.0251273 RPM

Esta fórmula assegura a obtenção da velocidade de rotação correta com base na velocidade de corte e no diâmetro da ferramenta, o que é crucial para uma maquinação precisa.

Quais são as principais variáveis no cálculo da velocidade de avanço para operações CNC?

As variáveis-chave no cálculo da velocidade de avanço para operações CNC são:

  1. Velocidade do eixo (N): Medida em rotações por minuto (RPM), é calculada com base na velocidade de corte desejada e no diâmetro da ferramenta.
  2. Alimentação por dente (Fz): A distância que a ferramenta avança por cada rotação do fuso, normalmente medida em milímetros ou polegadas por dente.
  3. Número de dentes (Z): O número de arestas de corte da ferramenta.
  4. Ração por revolução (f): Calculado como ( f = Fz × Z ), representando o deslocamento total da ferramenta por rotação.

Estas variáveis são essenciais para determinar a taxa de avanço adequada, garantindo uma maquinação precisa e eficiente.

Como é calculada a potência de corte na maquinagem CNC?

A potência de corte na maquinagem CNC é calculada através da fórmula:

Pc = MRR × k

em que ( Pc ) é a potência de corte, ( MRR ) (Taxa de remoção de material) é o volume de material removido por unidade de tempo e ( k ) é a força de corte específica.

Para o decompor ainda mais:

  • ( MRR ) pode ser determinado multiplicando a profundidade de corte ( ap ), a taxa de avanço ( f ) e a velocidade de corte ( Vc ).
  • ( k ) é a força de corte específica, que varia consoante o material a maquinar.

Um exemplo de cálculo: Para uma operação de maquinagem com uma profundidade de corte ( ap ) de 3 mm, um avanço ( f ) de 0,2 mm/rot e uma velocidade de corte ( Vc ) de 120 m/min, se a força de corte específica ( k ) para o material for de 3100 MPa, a potência de corte ( Pc ) pode ser calculada do seguinte modo

Pc=MRR×kMRR=ap×f×Vc=3mm×0.2mm/rot×120m/minMRR=72mm3/minPc=72×3100=223200W=223.2kW

Este exemplo simplificado ilustra o conceito central do cálculo da potência de corte na maquinagem CNC, garantindo operações eficientes e precisas.

Que fórmulas são utilizadas para o cálculo de roscas na maquinagem CNC?

Na maquinagem CNC, são utilizadas várias fórmulas-chave para os cálculos de roscas, de modo a garantir a precisão e a compatibilidade. Estas incluem:

Cálculo do passo de rosca:

(P=Ln)

em que ( P ) é o passo da rosca, ( L ) é o comprimento da rosca e ( n ) é o número de roscas.

Cálculo do diâmetro do furo do núcleo:

(d4=D-P)

em que ( d_4 ) é o diâmetro do furo do núcleo, ( D ) é o diâmetro nominal e ( P ) é o passo.

Cálculo do diâmetro do furo para rosqueamento:

(Diâmetro do furo=Diâmetro externo dos dentes-12×Pitch)

Cálculo da profundidade da rosca:

Roscas métricas:

(Profundidade da rosca=P×0.61363)

Roscas British Standard Whitworth (BSW):

(Profundidade da rosca=Diâmetro maior-Diâmetro menor2)

Cálculo do diâmetro do passo:

(Diâmetro do passo=Diâmetro maior-P×Coeficiente)

onde o coeficiente para um perfil de dente de 60° é tipicamente 0,6495.

Cálculo do diâmetro menor:

(Diâmetro menor=Diâmetro maior-P×Coeficiente)

Estas fórmulas são essenciais para cálculos exactos e precisos de roscas na maquinagem CNC, abrangendo vários aspectos como o passo da rosca, o diâmetro do furo do núcleo, a profundidade da rosca, o diâmetro do passo e o diâmetro menor.

Como é que se calcula a rugosidade teórica da superfície em operações CNC?

A rugosidade teórica da superfície em operações CNC é calculada através da fórmula

(h=f28×Re)

em que ( h ) é a rugosidade teórica da superfície, ( f ) é o avanço por rotação e ( Re ) é o raio de canto da pastilha. Por exemplo, se o avanço por rotação ( f ) for de 0,1 mm/rev e o raio de canto da pastilha ( Re )) é de 0,5 mm, o cálculo seria

(h=(0.1)28×0.5=0.0025mm=2.5μm)

Este cálculo ajuda a determinar a suavidade esperada da superfície maquinada com base nos parâmetros de corte e na geometria da ferramenta.

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Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.

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