Maquinação
Cálculo da velocidade de corte e do avanço
Em resumo
A rotação vale N = 1000 · Vc / (π · D), em rpm, com Vc a velocidade de corte em m/min e D o diâmetro em mm. A velocidade de avanço vale Vf = f · N em torneamento e furação e Vf = fz · z · N em fresagem; sem Vc introduzida, o cálculo toma o valor de partida de catálogo para o material e a ferramenta.
Cálculo
Exemplo calculado com os valores por defeito da ferramenta.
Dados
- Operação
- Torneamento
- Cálculo
- Vc e avanço → N e Vf
- Material
- P · Aço não ligado C 0,25–0,55 %, recozido (C45)
- Material da ferramenta
- Metal duro
- Ø da peça
- 50 mm
- Profundidade de corte ap
- 2 mm
- Rendimento da máquina
- 0,8
Resultado
- Rotação N
- 2016 rpm
- Velocidade de avanço Vf
- 403 mm/min
- Velocidade de corte Vc
- 317 m/minPartida: Walter WPP20G (P2), A 19
- Avanço por rotação f
- 0,200 mm/rot
Exemplo calculado
Todos os valores desta secção pertencem ao exemplo, calculado com os valores por defeito da ferramenta.
Outros resultados do exemplo
- Espessura média da apara hm
- 0,199 mm
- Força específica de corte kc
- 2545 MPakc1.1 = 1700 N/mm², mc = 0.25 (Walter P2)
- Potência de corte Pc
- 5,37 kW
- Potência do motor necessária
- 6,71 kW
- Binário na árvore
- 25,4 N·m
- Taxa de remoção Q
- 126,7 cm³/min
- Valores indicativos: confirmar na máquina e com a documentação da ferramenta.
Cálculo detalhado
Velocidade de corte de partida
Vc = Walter WPP20G (P2), A 19, interpolada em f
317 m/min
Rotação
N = 1000 · Vc / (π · D)
1000 × 317 / (π × 50,0) = 2016 rpm
Velocidade de avanço
Vf = f · N
0,200 × 2016 = 403 mm/min
Força específica de corte
kc = kc1.1 · hm^(−mc), hm = f · sin κr
1700 × 0,199^(−0.25) = 2545 N/mm²
Potência de corte
Pc = ap · f · Vc · kc / 60 000
2,00 × 0,200 × 317 × 2545 / 60 000 = 5,37 kW
Taxa de remoção
Q = Vc · ap · f
126,7 cm³/min
Valores de partida: Aço não ligado C 0,25–0,55 %, recozido (C45)
| Operação | Vc (m/min) | Avanço | Ferramenta, página |
|---|---|---|---|
| Torneamento, metal duro | 350–190 | f 0,10–0,60 | Walter WPP20G (P2), A 19 |
| Torneamento, HSS | 18.3–24.4 | — | TC 9-524, table 7-2 (moyen carbone) |
| Fresagem, metal duro | 144 | n° 8 | Sutton E603/E307, p. 436 |
| Fresagem, HSS | 70 | n° 6 | Sutton E118, p. 448 |
| Furação, metal duro | 130 | n° 8 | Sutton D329, p. 426 |
| Furação, HSS | 20 | n° 5 | Sutton D186/D100, p. 428 |
N para Vc = 317 m/min
| Ø (mm) | N (rpm) |
|---|---|
| 10 | 10 080 |
| 20 | 5040 |
| 30 | 3360 |
| 40 | 2520 |
| 50 | 2016 |
| 60 | 1680 |
| 80 | 1260 |
| 100 | 1008 |
| 150 | 672 |
| 200 | 504 |
Como utilizar
- Escolha a operação (torneamento, fresagem com fresa de topo ou furação) e o sentido: Vc e avanço → N e Vf, ou N e Vf da máquina → Vc e avanço.
- Escolha o material da peça e o material da ferramenta: metal duro ou aço rápido (HSS).
- Introduza as dimensões: Ø da peça em torneamento, Ø da ferramenta em fresagem e furação, número de dentes da fresa, profundidade de corte ap.
- Introduza Vc e o avanço, ou deixe-os vazios para partir dos valores de catálogo; introduza o N máx. da máquina se for preciso.
- Leia a rotação N, a velocidade de avanço Vf, a velocidade de corte Vc e, em torneamento ou furação, o avanço por rotação f.
Perguntas frequentes
Como se calcula a rotação a partir da velocidade de corte?
N = 1000 · Vc / (π · D), com Vc em m/min e D o diâmetro em mm (Ø da peça em torneamento, Ø da ferramenta em fresagem e furação). No sentido inverso, Vc = π · D · N / 1000. Se a máquina limitar a árvore, introduza o seu N máx.: N fica limitado e Vc é recalculada.
O que dá um cálculo de rpm no torno?
Aço C45 recozido, Ø 50 mm, pastilha de metal duro, avanço 0,2 mm/rot: o valor de partida Walter WPP20G (P2), interpolado em f, dá Vc = 317 m/min. N = 1000 × 317 / (π × 50) = 2016 rpm e Vf = 0,200 × 2016 = 403 mm/min. Com ap = 2 mm, a potência de corte é de 5,37 kW, ou 6,71 kW no motor com um rendimento de 0,8.
Como se calcula a velocidade de avanço em fresagem?
Em fresagem, Vf = fz · z · N, com fz o avanço por dente e z o número de dentes. Em torneamento e furação, Vf = f · N, com f o avanço por rotação em mm/rot. A partir dos valores da máquina, o cálculo inverso dá fz = Vf / (z · N) em fresagem, ou f = Vf / N.
Que avanço por dente usa o cálculo de fresagem?
Se fz ficar vazio, o cálculo lê-o na tabela de avanços do catálogo Sutton (p. 436), por diâmetro da fresa e material; fora da gama de 2 a 25 mm, fz é tomado no limite da tabela. As velocidades de partida de uma fresa de topo de metal duro são aí, por exemplo, 144 m/min para o aço C45, 72 m/min para o inox e 220 m/min para o alumínio.
Como se estima a potência de corte?
A força específica de corte é kc = kc1.1 · hm^(−mc), com hm a espessura média da apara e kc1.1, mc os do grupo de maquinação Walter (C45: 1700 N/mm² e 0,25). Em torneamento, Pc = ap · f · Vc · kc / 60 000 em kW; a potência do motor necessária é Pc dividida pelo rendimento da máquina.
Limites
Resultados indicativos: valores de partida publicados pelos fabricantes de ferramentas (Walter, Sutton) e, para o torneamento em HSS, pelo manual TC 9-524, para as suas ferramentas, com refrigeração, pouco balanço e uma máquina rígida. Confirme na máquina e com a documentação da ferramenta. Sem valor publicado para um material e uma ferramenta, o cálculo pede que introduza Vc ou o avanço.
Fontes
- Walter AG, Technical Compendium Turning 2024 : A 18–A 21, vc de départ des plaquettes (WPP20G, WSM20S, WNN10, WSM01)
- Walter AG, Technical Compendium General 2024 : F 9, kc1.1 et mc des groupes d’usinage
- TC 9-524, Fundamentals of Machine Tools (US Army) : Annexe A, table 7-2 : tournage à l’outil ARS, m/min
- Sutton Tools, Application Guide (VDI 3323): p. 426, 428 (forets), 431 (avances f), 436 (fraises carbure, avances fz), 448 (fraises ARS)
- Sandvik Coromant, Machining formulas and definitions : Tournage, fraisage, perçage : n, vf, hm, kc, Pc, Q