Início / Processos de Fabricação / Calculadora de Tempo de Usinagem e MRR
Engenharia de Processos de Fabricação
Calculadora de Tempo de Usinagem e MRR
Em resumo: a partir de uma velocidade de corte e um diâmetro, a velocidade do eixo é N = k·Vc/(πD); o avanço de mesa e o comprimento dão o tempo de usinagem = L/Vf; e a taxa de remoção de material é Vc·ap·f. Insira os seus parâmetros de torneamento ou fresamento abaixo, em métrico ou imperial, e esta ferramenta devolve a velocidade do eixo, o avanço de mesa, o tempo de usinagem e a MRR.
Tempo de usinagem e taxa de remoção de material
N = k·Vc / (πD) · avanço Vf = f·N · tempo = L / Vf · MRR = Vc·ap·f
Tempo de usinagem
Tempo de usinagem = 0,655 min
Uma maior velocidade de corte reduz o tempo de usinagem e eleva a MRR, mas também aumenta o calor e o desgaste — equilibre-a com a vida da ferramenta. O tempo de usinagem é só o tempo de corte; adicione carga, aproximação e tempo ocioso para o ciclo completo.
O que esta ferramenta calcula
Esta ferramenta converte os parâmetros de uma operação de corte nos quatro números que planejam e orçam um trabalho de usinagem: a velocidade do eixo que a máquina deve rodar, o avanço de mesa com que a ferramenta avança, o tempo de usinagem que o corte leva e a taxa de remoção de material que a operação atinge.
Ela funciona tanto para torneamento, onde a peça gira contra uma ferramenta de ponta única, quanto para fresamento, onde uma fresa giratória de múltiplos dentes passa sobre a peça, e roda em unidades métricas ou imperiais para que um cálculo corresponda ao seu desenho e à sua máquina.
A cadeia é a mesma em cada caso: a velocidade de corte e o diâmetro fixam a RPM do eixo, a RPM e o avanço fixam o avanço de mesa, o comprimento de corte e o avanço de mesa dão o tempo, e a profundidade e a velocidade dão a taxa de remoção.
Esses quatro resultados são a moeda cotidiana do chão de fábrica. O tempo de usinagem rege o tempo de ciclo, a capacidade e o custo, então é o número sobre o qual um orçamento e uma programação são construídos. A taxa de remoção de material mede quão forte o corte trabalha e quão rápido o metal sai, o destaque da produtividade da usinagem. A velocidade do eixo e o avanço de mesa são os ajustes que você de fato coloca no controle, traduzidos da velocidade de corte superficial e da espessura de cavaco que um catálogo de ferramentas recomenda. Obter os quatro a partir de um conjunto de entradas é o que faz uma folha de setup, e esta calculadora os produz juntos em vez de um de cada vez.
O que distingue esta calculadora é que ela é uma ferramenta completa de setup e ciclo, não um aparelho de uma única fórmula. Muitas calculadoras gratuitas dão só a taxa de remoção, ou só a RPM; esta devolve a RPM, o avanço de mesa, o tempo de usinagem e a MRR a partir de uma entrada, em qualquer sistema de unidades, para torneamento ou fresamento. Ela também plota como o tempo de usinagem e a taxa de remoção se movem ao mudar a velocidade de corte, então o compromisso produtividade-desgaste fica visível, e tudo funciona no seu navegador sem guardar nada.
Como usar esta calculadora, passo a passo
Comece escolhendo a operação e as unidades. Escolha torneamento para trabalho em torno sobre uma peça giratória ou fresamento para uma fresa giratória, e escolha métrico, com milímetros e metros por minuto, ou imperial, com polegadas e pés superficiais por minuto, para corresponder aos seus dados. Os campos de entrada se ajustam à operação: o torneamento pede o avanço por revolução e uma contagem de passes, enquanto o fresamento pede o número de dentes, o avanço por dente e a largura radial de corte. Ambos pedem a velocidade de corte, o diâmetro, a profundidade axial de corte e o comprimento do corte.
Em seguida, insira os parâmetros de corte da sua recomendação de ferramenta e da geometria da peça. A velocidade de corte e o avanço vêm dos dados do fabricante da ferramenta para o material; o diâmetro é o diâmetro da peça no torneamento ou o diâmetro da fresa no fresamento; a profundidade de corte e, no fresamento, a largura radial são a geometria do corte; e o comprimento é a distância que a ferramenta percorre. A calculadora abre com um exemplo resolvido de torneamento, um corte a 120 metros por minuto sobre um diâmetro de 50 mm a 0,2 mm por revolução, 2 mm de profundidade sobre 100 mm, então você vê um resultado completo de imediato, e cada campo recalcula ao vivo conforme você o muda.
O painel de resultados encabeça com o tempo de usinagem, depois lista a velocidade do eixo em rotações por minuto, o avanço de mesa em distância por minuto, o tempo de usinagem de novo como referência, e a taxa de remoção de material em unidades cúbicas por minuto. Uma nota lembra que um corte mais rápido se compromete com o desgaste da ferramenta e que o tempo mostrado é só o tempo de corte. O gráfico plota o tempo de usinagem e a MRR contra a velocidade de corte para que você veja os dois se moverem em direções opostas ao subir a velocidade, e você pode baixar ou compartilhar o setup, tudo localmente.
Velocidade de corte, velocidade do eixo e avanço de mesa
O primeiro trabalho de todo cálculo de usinagem é converter as condições de corte recomendadas em ajustes de máquina, e isso começa pela diferença entre a velocidade de corte e a velocidade do eixo. A velocidade de corte é a velocidade da aresta de corte em relação à superfície da peça, uma propriedade da ferramenta e do material que você lê de um catálogo e que se mantém quase constante para um par dado.
A velocidade do eixo é quão rápido a máquina gira, e não é a mesma coisa, porque uma dada velocidade superficial precisa de uma velocidade rotacional alta em um diâmetro pequeno e uma baixa em um grande.
As duas se juntam pela relação de que a velocidade do eixo é igual a uma constante vezes a velocidade de corte dividida por pi vezes o diâmetro, sendo a constante 1000 em métrico e 12 em imperial, que é simplesmente a aritmética de converter uma velocidade superficial em revoluções dada a circunferência.
Uma vez conhecida a velocidade do eixo, o avanço de mesa segue. O avanço de mesa é a distância que a ferramenta avança por minuto, e é o que o controle da máquina de fato programa. No torneamento, o avanço é especificado por revolução, então o avanço de mesa é o avanço por revolução vezes a velocidade do eixo.
No fresamento, o avanço é especificado por dente, a espessura de cavaco que cada aresta deve retirar, então o avanço de mesa é o avanço por dente vezes o número de dentes vezes a velocidade do eixo. Por isso um avanço de mesa de fresamento depende do número de dentes: uma fresa com mais dentes, na mesma espessura de cavaco e velocidade, avança mais rápido e remove metal mais rápido.
A calculadora leva o avanço da recomendação até a taxa que o controle precisa.
Acertar essas conversões é a base de um setup correto, e o erro mais comum é um deslize de unidades, misturar um diâmetro métrico com uma velocidade imperial, ou um avanço por revolução com um valor por dente. A calculadora protege contra o primeiro mudando todas as constantes e rótulos juntos quando você muda o sistema de unidades, e contra o segundo pedindo o avanço na forma que a operação escolhida usa. Com a velocidade do eixo e o avanço de mesa corretos, o tempo de usinagem e a taxa de remoção que dependem deles também são corretos, por isso a ferramenta computa toda a cadeia em vez de deixar você converter à mão.
Taxa de remoção de material: a medida da produtividade
A taxa de remoção de material é a melhor medida única de quão produtiva é uma operação de corte, porque captura o volume de metal que sai por minuto independentemente da combinação particular de velocidade, avanço e profundidade que o produz.
No torneamento é a velocidade de corte vezes a profundidade de corte vezes o avanço por revolução; no fresamento é a profundidade axial vezes a largura radial vezes o avanço de mesa.
Ambas expressam a mesma ideia, a seção transversal do corte multiplicada por quão rápido a ferramenta varre o material, e ambas saem em milímetros cúbicos ou polegadas cúbicas por minuto. Uma taxa de remoção maior termina uma peça antes e é a alavanca que toda operação de desbaste tenta maximizar.
Mas a taxa de remoção não pode ser empurrada para cima sem consequência, e entender os limites é tão importante quanto conhecer a fórmula.
Cada aumento de velocidade, avanço ou profundidade eleva a força de corte, a potência extraída do eixo e o calor gerado na aresta, e os três eventualmente mordem: a máquina fica sem potência ou rigidez, a ferramenta desgasta ou falha mais rápido, ou o acabamento superficial e a precisão dimensional se degradam.
A arte do planejamento de processos é rodar a taxa de remoção mais alta que o mais fraco desses limites permita, por isso o desbaste e o acabamento são operações separadas, o desbaste perseguindo a MRR para limpar material e o acabamento recuando deliberadamente para proteger a superfície.
As três entradas da taxa de remoção não são equivalentes nos seus efeitos colaterais, o que molda como elevá-la. Aumentar a profundidade de corte eleva a MRR em proporção direta e costuma ser a alavanca mais eficiente, porque remove mais metal por passe sem girar mais rápido nem avançar mais forte, até os limites de ferramenta e potência.
Aumentar o avanço eleva a MRR e a espessura de cavaco, melhorando a eficiência mas tornando a superfície mais rugosa. Aumentar a velocidade de corte eleva a MRR mas atinge mais forte a vida da ferramenta, porque o desgaste sobe acentuadamente com a velocidade.
A calculadora deixa você mudar cada uma e observar como a taxa de remoção e o tempo de usinagem respondem, que é a forma prática de achar a combinação que limpa o metal mais rápido dentro dos seus limites.
Cinco exemplos resolvidos que você pode seguir
Exemplo 1: o corte de torneamento padrão
A calculadora abre em um corte de torneamento a 120 metros por minuto sobre um diâmetro de 50 mm, 0,2 mm por revolução, 2 mm de profundidade, sobre 100 mm. A velocidade do eixo é de cerca de 764 rotações por minuto, o avanço de mesa de cerca de 153 mm por minuto, o tempo de usinagem de cerca de 0,65 minuto, e a taxa de remoção 48.000 milímetros cúbicos por minuto. Este é o setup completo do corte, os quatro números a partir de uma entrada.
Exemplo 2: elevar o avanço
Dobre o avanço por revolução de 0,2 para 0,4 mm. O avanço de mesa dobra para cerca de 306 mm por minuto, o tempo de usinagem cai pela metade para cerca de 0,33 minuto, e a taxa de remoção dobra para 96.000 milímetros cúbicos por minuto. Avançar mais forte é uma rota direta para ciclos mais curtos e MRR maior, limitada pela espessura de cavaco que a ferramenta e o acabamento podem tomar.
Exemplo 3: um passe de fresamento
Mude para fresamento: um corte a 80 metros por minuto com uma fresa de 20 mm e quatro dentes, 0,1 mm por dente, 3 mm de profundidade axial, 10 mm de largura radial, sobre 200 mm. A velocidade do eixo é de cerca de 1273 rpm, o avanço de mesa de cerca de 509 mm por minuto, o tempo de usinagem de cerca de 0,39 minuto, e a taxa de remoção de cerca de 15.300 milímetros cúbicos por minuto. Note que o avanço de mesa depende de os quatro dentes tomarem um cavaco.
Exemplo 4: trabalhar em imperial
Mude as unidades para imperial e insira um corte de torneamento a 400 pés superficiais por minuto sobre um diâmetro de 2 polegadas, 0,01 polegada por revolução, 0,1 polegada de profundidade. A velocidade do eixo é de cerca de 764 rpm e a taxa de remoção é de 4,8 polegadas cúbicas por minuto. A mesma física, expressa nas unidades de uma oficina americana, com as constantes e rótulos mudados automaticamente.
Exemplo 5: menos passes, mais profundos
Volte ao torneamento e suponha que 6 mm de material devem sair. Três passes de 2 mm cada um levam três vezes o tempo de um único passe; um passe de 6 mm, se a ferramenta e a máquina permitirem, remove o mesmo material em um terço do tempo a três vezes a taxa de remoção. Inserir a contagem de passes mostra o tempo total, e a comparação é por que os cortes mais profundos são a primeira alavanca para ciclos mais curtos.
Três dicas de especialista para resultados confiáveis
Mantenha um único sistema de unidades
Misturar um diâmetro métrico com uma velocidade imperial, ou um avanço por dente com um por revolução, é o erro mais comum do cálculo de usinagem. Fixe a chave de unidades e insira cada valor nesse sistema.
Eleve a profundidade antes da velocidade
A profundidade de corte eleva a MRR em proporção com a menor penalidade à vida da ferramenta, então tome o corte mais profundo que a ferramenta e a máquina permitam antes de subir a velocidade, que desgasta mais rápido.
Adicione o tempo sem corte
O tempo de usinagem aqui é só o tempo de corte. Para um ciclo real e um orçamento honesto, adicione o tempo de carga, descarga, aproximação, recuo e troca de ferramenta, que pode dominar em cortes curtos.
A matemática por trás dos resultados
A velocidade do eixo decorre da definição de velocidade de corte como a velocidade superficial na aresta de corte. Essa velocidade superficial é a circunferência, pi vezes o diâmetro, vezes a velocidade rotacional, então reorganizando obtém-se a velocidade rotacional igual à velocidade de corte dividida por pi vezes o diâmetro.
Como a velocidade de corte é citada em metros por minuto contra um diâmetro em milímetros, um fator de 1000 converte metros em milímetros, dando a forma métrica, velocidade do eixo igual a 1000 vezes a velocidade de corte sobre pi vezes o diâmetro; em unidades imperiais a velocidade de corte vai em pés superficiais por minuto contra um diâmetro em polegadas, e o fator de 12 converte pés em polegadas.
Essa única relação é a ponte entre a velocidade de corte de catálogo e o ajuste de máquina.
O avanço de mesa e o tempo de usinagem seguem diretamente. O avanço de mesa é o avanço por minuto: no torneamento, o avanço por revolução vezes a velocidade do eixo; no fresamento, o avanço por dente vezes o número de dentes vezes a velocidade do eixo, já que cada um dos dentes remove um cavaco uma vez por revolução.
O tempo de usinagem é o comprimento de corte dividido pelo avanço de mesa, o tempo para percorrer o comprimento naquele avanço, multiplicado pelo número de passes quando vários são necessários para remover o material total.
A taxa de remoção de material é a seção transversal do corte vezes a velocidade de varredura: no torneamento resulta a constante vezes a velocidade de corte vezes a profundidade de corte vezes o avanço por revolução, e no fresamento a profundidade axial vezes a largura radial vezes o avanço de mesa. Todas são exatas para o corte idealizado.
Dois pressupostos enquadram os resultados. Primeiro, o tempo de usinagem é tempo de corte puro ao longo do comprimento programado; ele exclui a aproximação e o sobrepercurso, que em uma máquina real adicionam uma provisão de diâmetro de ferramenta ou de entrada ao comprimento, e exclui todos os elementos de ciclo sem corte.
Segundo, a taxa de remoção é a taxa geométrica nominal e supõe que o corte está totalmente engajado como especificado; os cortes interrompidos, a profundidade variável ou o engajamento parcial mudam a taxa instantânea.
A calculadora computa as relações idealizadas de torneamento e fresamento com exatidão; traduzi-las em um tempo de ciclo completo e uma taxa de remoção sustentável, considerando distâncias de aproximação, vida de ferramenta e limites de máquina, é o julgamento do planejador de processos.
Onde os cálculos de tempo de usinagem e MRR são usados
Esses cálculos ficam no centro da engenharia de fabricação cotidiana. No orçamento e na estimativa, o tempo de usinagem por operação, somado através das operações e combinado com provisões de carga e preparação, dá o tempo de ciclo sobre o qual um preço é construído, então uma estimativa precisa do tempo de corte é a diferença entre um orçamento lucrativo e um prejuízo.
Na programação e no setup CNC, a velocidade do eixo e o avanço de mesa são os valores inseridos no controle, traduzidos da velocidade superficial e da espessura de cavaco que um catálogo de ferramentas recomenda, e acertá-los no primeiro setup evita peças de refugo e ferramentas quebradas.
Esta ferramenta conecta com o resto do silo: a conversão de velocidade superficial para RPM que ela realiza é o núcleo da calculadora de velocidade de corte, e a velocidade de corte que impulsiona a sua taxa de remoção é a mesma velocidade que a calculadora de vida da ferramenta troca contra o desgaste.
A taxa de remoção alimenta o trabalho de capacidade e produtividade diretamente. Saber quão rápido o metal sai permite a um planejador estimar quanto um lote levará, dimensionar a capacidade de máquina que uma carga de trabalho precisa, e comparar opções de ferramental ou estratégia pelo metal que removem por minuto.
Ela sustenta a melhoria de processos, onde a meta costuma ser elevar a MRR, por meio de um corte mais profundo, um avanço maior ou uma ferramenta melhor, sem exceder os limites de potência, rigidez ou vida de ferramenta, e alimenta o cálculo de potência, já que a potência de eixo que um corte exige é aproximadamente proporcional à taxa de remoção vezes a energia de corte específica do material.
O tempo de usinagem que ela produz é a entrada crua para o custo de uma peça usinada, ao lado do material, do ferramental e das despesas gerais.
Além da operação individual, esses números apoiam o planejamento mais amplo sobre o qual a engenharia de fabricação repousa. Eles informam decisões de fazer ou comprar, a seleção e justificativa de máquinas, e o balanceamento do trabalho entre máquinas e células, tudo o que precisa de um tempo de corte confiável por peça.
Eles conectam com o lado de manutenção e confiabilidade de uma planta, onde a disponibilidade de máquina e as trocas de ferramenta interrompem o tempo de corte ideal, e com a análise lean e de capacidade, onde o tempo de ciclo e o takt devem se alinhar.
Volte ao hub de Processos de Fabricação para as ferramentas que convertem esses parâmetros de corte em velocidades, vida de ferramenta e os cálculos de conformação e moldagem ao lado deles.
Torneamento e fresamento: a mesma cadeia, avanço diferente
O torneamento e o fresamento parecem diferentes no chão de fábrica mas compartilham o mesmo esqueleto de cálculo, e ver onde eles divergem esclarece ambos. No torneamento, a peça gira e uma ferramenta de ponta única se move ao longo dela, então há uma aresta de corte, o avanço é naturalmente expresso por revolução, e o diâmetro na equação de velocidade é o diâmetro da peça, que pode mudar conforme o material é removido. A taxa de remoção é a profundidade de corte vezes o avanço por revolução vezes a velocidade de corte, um produto limpo dos três parâmetros. O tempo de usinagem é o comprimento axial dividido pelo avanço de mesa, o tempo para a ferramenta percorrer a peça uma vez por passe.
No fresamento, a ferramenta gira e carrega várias arestas de corte, então o avanço é expresso por dente e deve ser multiplicado pelo número de dentes para obter o avanço por revolução, e o diâmetro na equação de velocidade é o diâmetro da fresa, que é fixo. A taxa de remoção é a profundidade axial vezes a largura radial de engajamento vezes o avanço de mesa, refletindo que uma fresa remove uma laje cuja seção transversal é profundidade por largura.
O tempo de usinagem é o comprimento do caminho dividido pelo avanço de mesa. A conclusão prática é que a produtividade do fresamento escala com o número de dentes além da velocidade e do avanço, e que a largura radial de corte, que não tem equivalente no torneamento, é uma alavanca poderosa sobre a taxa de remoção de fresamento.
A calculadora troca as suas entradas entre os dois para que cada operação seja inserida nos seus termos naturais enquanto a cadeia subjacente, velocidade para RPM para avanço para tempo e taxa de remoção, permanece a mesma.
Desbaste e acabamento: dois objetivos diferentes
A mesma peça costuma ser usinada em dois tipos de passe com metas opostas, e a taxa de remoção e o tempo de usinagem significam coisas diferentes em cada um.
O desbaste existe para limpar material bruto o mais rápido possível, então roda uma taxa de remoção alta: um corte profundo, um avanço pesado, e a velocidade de corte que a ferramenta e a potência permitam, aceitando uma superfície rugosa e uma tolerância generosa porque um passe de acabamento seguirá.
Aqui o tempo de usinagem e a taxa de remoção que esta calculadora reporta são todo o ponto, e o planejador os empurra para cima contra os limites de máquina e ferramenta. Uma operação de desbaste é julgada quase inteiramente por quão rápido remove metal.
O acabamento tem a prioridade oposta. O seu trabalho é levar a superfície e as dimensões à especificação, então roda uma profundidade de corte leve e um avanço fino, aceitando deliberadamente uma taxa de remoção baixa para proteger o acabamento e manter a tolerância.
A velocidade de corte é frequentemente elevada para o acabamento, porque um corte mais leve gera menos força e a velocidade maior melhora a qualidade superficial, mas o volume removido por minuto é pequeno por projeto. Ao ler a calculadora para um passe de acabamento, você espera uma MRR modesta e um tempo de usinagem regido pelo comprimento em vez de por uma remoção agressiva.
Reconhecer qual regime você planeja evita que você persiga a taxa de remoção em um passe cujo propósito real é a qualidade, e superproteja um passe cujo propósito é a velocidade, e a resposta ao vivo da ferramenta ao mudar profundidade, avanço e velocidade torna fácil ajustar e comparar os dois regimes.
Do tempo de usinagem ao custo de uma peça
O tempo de usinagem importa porque é o maior impulsionador controlável do custo de uma peça usinada. O tempo de corte que esta calculadora produz, somado sobre cada operação e adicionado aos elementos sem corte do ciclo, dá o tempo de ciclo total por peça; multiplicado pela taxa horária da máquina, que agrupa mão de obra, depreciação de máquina, espaço de piso e despesas gerais, torna-se o custo de usinagem, ao qual material e ferramental são adicionados. Como a taxa horária é fixa, encurtar o tempo de ciclo é a rota direta para uma peça mais barata, por isso as alavancas de taxa de remoção e avanço que esta ferramenta expõe se traduzem diretamente em dinheiro em um trabalho de alto volume.
A conexão também disciplina até onde empurrar os parâmetros de corte. Rodar mais rápido encurta o tempo de corte e baixa o custo de usinagem, mas encurta a vida da ferramenta, e cada troca de ferramenta adiciona tempo parado e custo de ferramental; passado um ponto, o dinheiro economizado no tempo de ciclo é mais do que perdido em ferramental e paradas.
Este é o compromisso econômico que a calculadora de vida da ferramenta formaliza, e é por que o corte mais rápido raramente é o mais barato.
Usados juntos, o tempo de usinagem desta calculadora e a visão de vida de ferramenta da mesma velocidade de corte permitem a um planejador achar as condições de corte que minimizam o custo total por peça em vez de apenas o tempo de corte, que é a meta que o orçamento e o planejamento de processos perseguem em última instância.
Erros comuns que você deve evitar
Alguns erros se repetem nos cálculos de tempo de usinagem e taxa de remoção. Fique atento a eles.
- Confundir a velocidade de corte com a velocidade do eixo. A velocidade de corte é uma velocidade superficial do catálogo; a RPM do eixo depende também do diâmetro. Sempre converta com o diâmetro, não insira uma pela outra.
- Misturar unidades. Um diâmetro métrico com uma velocidade imperial, ou metros com polegadas, corrompe cada resultado. Escolha um sistema e mantenha todas as entradas nele.
- Usar avanço por revolução no fresamento. O avanço de fresamento é por dente; multiplique pelo número de dentes e pela RPM para obter o avanço de mesa. Inserir um valor por revolução subestima o avanço de mesa.
- Tratar o tempo de usinagem como tempo de ciclo. O tempo de corte exclui carga, aproximação, recuo e trocas de ferramenta; um orçamento construído só sobre o tempo de corte subestima o ciclo real, gravemente em cortes curtos.
- Perseguir a MRR além do limite de máquina ou ferramenta. Uma taxa de remoção maior precisa de mais potência e desgasta as ferramentas mais rápido; a taxa alcançável é limitada pela potência do eixo, pela rigidez e pela vida de ferramenta, não pela fórmula.
- Ignorar a aproximação e o sobrepercurso. O comprimento de corte real inclui a entrada e a saída; usar só o comprimento da peça subestima o tempo, sobretudo em detalhes curtos.
Formato de entrada e referência rápida
Escolha torneamento ou fresamento e um sistema de unidades, depois insira a velocidade de corte, o diâmetro, o avanço, a profundidade de corte e o comprimento; o fresamento também precisa do número de dentes e da largura radial. A referência abaixo explica cada saída.
| Saída | O que significa |
|---|---|
| Velocidade do eixo (rpm) | Quão rápido a máquina gira, da velocidade de corte e do diâmetro: k·Vc/(πD) |
| Avanço de mesa | Distância que a ferramenta avança por minuto; f·N no torneamento, fz·z·N no fresamento |
| Tempo de usinagem | Tempo de corte ao longo do comprimento, L dividido pelo avanço de mesa, vezes passes |
| Taxa de remoção de material (MRR) | Volume de metal removido por minuto; a medida da produtividade da usinagem |
Perguntas frequentes
Como se calcula o tempo de usinagem?
O tempo de usinagem é o comprimento do corte dividido pelo avanço, a velocidade com que a ferramenta avança ao longo da peça. O avanço é construído a partir da velocidade do eixo e do ajuste de avanço: no torneamento é o avanço por revolução vezes a velocidade do eixo em rotações por minuto, e no fresamento é o avanço por dente vezes o número de dentes vezes a velocidade do eixo.
Então a cadeia completa é: a velocidade de corte e o diâmetro dão a RPM do eixo, a RPM e o avanço dão o avanço de mesa, e o comprimento de corte dividido pelo avanço de mesa dá o tempo. Para um corte de 100 mm a um avanço de cerca de 153 mm por minuto, o tempo de usinagem é de aproximadamente 0,65 minuto.
Esta calculadora roda essa cadeia para torneamento e fresamento e reporta o tempo junto com a RPM, o avanço de mesa e a taxa de remoção de material.
O que é a taxa de remoção de material (MRR)?
A taxa de remoção de material é o volume de material que uma operação de corte remove por unidade de tempo, em geral em milímetros cúbicos por minuto ou polegadas cúbicas por minuto. É a medida principal da produtividade da usinagem: uma MRR maior significa que o metal sai mais rápido e a peça termina antes.
Para torneamento é igual à velocidade de corte vezes a profundidade de corte vezes o avanço por revolução, e para fresamento é a profundidade axial vezes a largura radial de corte vezes o avanço de mesa.
Mas a MRR não pode ser elevada sem limite, porque uma taxa de remoção maior significa maiores forças de corte, mais calor e desgaste mais rápido da ferramenta, então a meta prática é a MRR mais alta que a potência da máquina, a rigidez e a vida da ferramenta consigam sustentar. A calculadora reporta a MRR ao lado do tempo de usinagem para que você veja o compromisso de forma direta.
Qual a diferença entre a velocidade de corte e a velocidade do eixo (RPM)?
A velocidade de corte é a velocidade da aresta de corte em relação à superfície da peça, em metros por minuto ou pés superficiais por minuto, e é uma propriedade que você consulta para uma ferramenta e um material dados.
A velocidade do eixo, em rotações por minuto, é quão rápido a máquina de fato gira, e depende do diâmetro além da velocidade de corte, porque um diâmetro maior percorre mais distância superficial por revolução. As duas se relacionam por RPM igual a uma constante vezes a velocidade de corte dividida por pi vezes o diâmetro, onde a constante é 1000 em unidades métricas e 12 em imperiais.
Por isso a mesma velocidade de corte pede RPM alta em uma ferramenta pequena e baixa em uma grande, e a calculadora faz a conversão para que você fixe a máquina a partir de uma velocidade superficial de manual.
Como calculo o avanço de mesa para fresamento?
O avanço de mesa no fresamento é o avanço por dente multiplicado pelo número de dentes do fresa multiplicado pela velocidade do eixo em rotações por minuto.
O avanço por dente, ou espessura de cavaco, é a espessura de material que cada aresta retira, recomendada pelo fabricante da ferramenta para o material; multiplicar pelo número de dentes dá o avanço por revolução, e multiplicar pela RPM o converte em distância por minuto, que é o que o controle da máquina usa.
Uma fresa de quatro dentes a 0,1 mm por dente girando a 1273 rpm avança a 0,1 vezes 4 vezes 1273, cerca de 509 mm por minuto. Esta calculadora computa o avanço de mesa a partir do seu avanço por dente, do número de dentes e da velocidade de corte, e o usa tanto para o tempo de usinagem quanto para a taxa de remoção.
Devo usar unidades métricas ou imperiais?
Use as que correspondem ao seu desenho e à sua máquina, porque a física é idêntica e só as constantes mudam. Em unidades métricas, os diâmetros vão em milímetros, a velocidade de corte em metros por minuto, o avanço em milímetros, e a constante de velocidade do eixo é 1000, dando a taxa de remoção em milímetros cúbicos por minuto.
Em unidades imperiais, os diâmetros vão em polegadas, a velocidade de corte em pés superficiais por minuto, o avanço em polegadas, e a constante é 12, dando a taxa de remoção em polegadas cúbicas por minuto. Misturar unidades é a fonte de erro mais comum, então escolha um sistema e mantenha cada entrada nele.
Esta calculadora tem uma chave de unidades que muda as constantes e os rótulos de resultado juntos, então um cálculo completo permanece consistente em qualquer sistema.
O que o tempo de usinagem inclui e exclui?
O tempo de usinagem que esta calculadora reporta é o tempo de corte, o tempo em que a ferramenta está realmente engajada e removendo material ao longo do comprimento programado. Ele não inclui as partes sem corte do ciclo, como carregar e fixar a peça, os movimentos rápidos e a aproximação antes do corte, as trocas de ferramenta, o recuo e o reposicionamento, a medição ou a descarga.
Em um trabalho real esses elementos podem somar uma grande parte do ciclo total, sobretudo em cortes curtos, então para estimar um tempo de ciclo completo você soma o tempo de corte desta ferramenta a uma provisão para os elementos sem corte.
A distinção importa para o custeio e o planejamento de capacidade, onde o ciclo completo, não apenas o tempo de corte, fixa quantas peças uma máquina faz por hora.
Como a profundidade de corte afeta o tempo de usinagem e a MRR?
A profundidade de corte eleva a taxa de remoção de material diretamente mas não muda o tempo de usinagem de um único passe. Como a MRR é proporcional à profundidade de corte, dobrar a profundidade dobra o volume removido por minuto, por isso tomar um corte mais profundo costuma ser a forma mais eficiente de remover material, até os limites de resistência da ferramenta, potência da máquina e rigidez.
O tempo de usinagem por passe, por outro lado, depende só do comprimento de corte e do avanço, não da profundidade, então um passe mais profundo remove mais metal no mesmo tempo.
O elo entre os dois é o número de passes: se uma profundidade total de material deve ser removida em vários passes, menos passes mais profundos terminam o trabalho em menos tempo total que muitos rasos, por isso a calculadora deixa você inserir uma contagem de passes para torneamento.
O que é uma boa taxa de remoção de material?
Não há um único valor bom, porque a MRR alcançável depende da potência da máquina, da ferramenta, do material e da operação, e a meta certa é a taxa mais alta que o arranjo consiga sustentar sem sacrificar a vida da ferramenta ou o acabamento superficial além do que o trabalho permite.
Um passe de desbaste em uma máquina rígida com um inserto forte busca uma MRR alta para limpar material rápido, enquanto um passe de acabamento roda deliberadamente uma MRR baixa para proteger a superfície.
A forma útil de usar a MRR é comparativa: mude a profundidade, o avanço ou a velocidade e observe como a taxa de remoção e o tempo de usinagem se movem juntos, depois escolha a combinação que limpa o metal mais rápido dentro dos limites de potência e vida de ferramenta com que você trabalha. A calculadora reporta a MRR justamente para esse tipo de comparação.
Esta calculadora armazena os números que eu insiro?
Não. A calculadora funciona inteiramente no seu navegador. Os parâmetros de corte e qualquer outro valor que você insira nunca são enviados aos nossos servidores, armazenados ou compartilhados. Você pode baixar um PDF ou CSV dos seus resultados localmente, e nada sai do seu dispositivo. Consulte a nossa Política de Privacidade para mais detalhes.
A calculadora de tempo de usinagem é gratuita?
Sim. A calculadora de tempo de usinagem e taxa de remoção de material é completamente gratuita, sem conta, cadastro ou limite de uso. Ela computa a velocidade do eixo, o avanço de mesa, o tempo de usinagem e a taxa de remoção de material para torneamento e fresamento em unidades métricas ou imperiais, plota como o tempo e a MRR mudam com a velocidade de corte, e exporta para PDF e CSV, tudo sem custo.
Calculadoras de processos de fabricação relacionadas
Mais ferramentas neste silo. Volte ao hub de Processos de Fabricação para o conjunto completo.
Fontes, aviso legal e transparência editorial
Esta calculadora usa as relações padrão de usinagem: velocidade do eixo N = k·Vc/(πD) com k = 1000 (métrico) ou 12 (imperial); avanço de mesa Vf = f·N (torneamento) ou fz·z·N (fresamento); tempo de usinagem = L/Vf por passe; e taxa de remoção de material = 1000·Vc·ap·f (torneamento) ou ap·ae·Vf (fresamento), consistente com a prática padrão dos manuais de usinagem. Esta calculadora e guia são criadas e revisadas pela equipe da OpsCalculators; consulte a nossa Política Editorial para saber como cada ferramenta é pesquisada, construída e testada.
Os resultados são estimativas precisas para planejamento, orçamento e educação, não um substituto dos dados verificados do fabricante de ferramentas nem dos limites próprios de uma máquina, e o tempo de usinagem é só o tempo de corte, excluindo aproximação, carga e tempo ocioso. As velocidades, avanços e taxas de remoção sustentáveis dependem da máquina, da ferramenta e do material. Consulte o nosso Aviso Legal completo. OpsCalculators.com é operado pela MAFHH INTERNATIONAL LTD. Os seus dados são processados no seu navegador e nunca armazenados; consulte a nossa Política de Privacidade.