Fórmulas essenciais de cálculo CNC que você deve conhecer

Neste artigo, exploraremos as fórmulas essenciais de trigonometria, velocidade de corte, taxas de avanço e muito mais. Você obterá insights práticos para aumentar a eficiência e a precisão da usinagem. Prepare-se para desvendar os segredos por trás da usinagem perfeita de metais!

Fórmula de cálculo CNC

Índice

Fórmula de cálculo CNC comumente usada

I. O cálculo de trigonometria

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 da alimentação (valor F)

F=SZFz

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

IV. Cálculo da altura do resíduo

Vieira=(ae*ae)/8R

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

V. Cálculo de furos de bala

Φ=√2R2

X. Y=D/4

  • Φ: Diâmetro dos furos do projétil (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 retirada (cm3/min)
  • ae: Passo XY (mm)
  • ap: Passo Z (mm)

VII. Cálculo da taxa de alimentação por lâmina

Fz=hm * √(D/ap )

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

VIII. Método de processamento da borda de corte

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

  • D: Diâmetro da faca

IX. Fórmula de 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 do bit
  • v: Velocidade de corte

Tabela de fatores de perfuração fz 

Dia. 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 calcular os dentes do tubo

1 polegada = 25,4 mm.

XI. Potência (furadeira de canhão)

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

XII. A fórmula para calcular o torque é a seguinte.

  • Md=1/20*f*ps*r2
  • f é o coeficiente de avanço mm/rev.
  • r é o raio da broca (mm)
  • α: taxa de resistência de corte ps. em alimentação pequena, aço geral 500 kg/m²; ferro fundido geral 300 kg/m²

Perguntas frequentes

Veja abaixo as respostas para algumas perguntas frequentes:

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

A fórmula para calcular a velocidade de corte na usinagem 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 usinando uma peça de trabalho com diâmetro de 25 mm a uma velocidade de fuso de 4500 rpm, a velocidade de corte será calculada da seguinte forma:

Vc=π×25×4500=353,250mm/min

Para converter isso em metros por minuto, divida por 1000:

Vc=353,2501000=353.25m/min

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

Como você determina a velocidade de rotação de uma máquina CNC?

Para determinar a velocidade de rotação (RPM) de uma máquina CNC, use a fórmula:

N=Vcπ×D

em que ( 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

Essa fórmula garante que você atinja a velocidade de rotação correta com base na velocidade de corte e no diâmetro da ferramenta, o que é crucial para uma usinagem precisa.

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

As principais variáveis no cálculo da taxa de avanço para operações CNC são:

  1. Velocidade do fuso (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 a cada rotação do fuso, normalmente medida em milímetros ou polegadas por dente.
  3. Número de dentes (Z): O número de arestas de corte na ferramenta.
  4. Ração por revolução (f): Calculado como ( f = Fz × Z ), representando o deslocamento total da ferramenta por rotação.

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

Como a potência de corte é calculada na usinagem CNC?

A potência de corte na usinagem CNC é calculada usando a fórmula:

Pc = MRR × k

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

Para detalhar melhor:

  • ( MRR ) pode ser determinado pela multiplicação da profundidade de corte ( ap ), a taxa de avanço ( f ) e a velocidade de corte ( Vc ).
  • ( k ) é a força de corte específica, que varia de acordo com o material que está sendo usinado.

Um exemplo de cálculo: Para uma operação de usinagem com uma profundidade de corte ( ap ) de 3 mm, uma taxa de 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 3100 MPa, a potência de corte ( Pc ) poderá ser calculada da seguinte forma:

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

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

Quais fórmulas são usadas para cálculos de rosca na usinagem CNC?

Na usinagem CNC, várias fórmulas importantes são usadas nos cálculos de rosca para garantir a precisão e a compatibilidade. Essas fórmulas incluem:

Cálculo do passo da 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 normalmente 0,6495.

Cálculo do diâmetro menor:

(Diâmetro menor=Diâmetro maior-P×Coeficiente)

Essas fórmulas são essenciais para cálculos exatos e precisos de roscas na usinagem CNC, abrangendo vários aspectos, como passo da rosca, diâmetro do furo central, profundidade da rosca, diâmetro do passo e diâmetro menor.

Como você calcula a rugosidade teórica da superfície em operações CNC?

A rugosidade teórica da superfície em operações CNC é calculada usando a fórmula

(h=f28×Re)

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

(h=(0.1)28×0.5=0.0025mm=2.5μm)

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

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Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.

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