Como calcular SFM e RPM para torneamento e fresamento (passo a passo + autoverificação)

Se você sabe como calcular SFM em teoria, mas muitas vezes adivinhe o número no seu mostrador, trabalhe passo a passo nesta página em vez de folheá-la. Isso o levará ao cálculo para fazer isso na máquina e, em seguida, mostrará como verificar seu próprio trabalho antes de iniciar o ciclo; a ideia aqui é que ele complemente seus outros materiais de referência.

Como calcular SFM é um processo de quatro etapas: encontre seu diâmetro, escolha a velocidade inicial da superfície, execute a fórmula e verifique seu resultado antes de cortar.

Esta página ensina as etapas de cálculo, não apenas a fórmula

O objetivo desta página é ajudá-lo a calcular tanto SFM e RPM para si mesmo com a ajuda destas instruções, e verificar a sua matemática antes de iniciar um corte (corte) página não é um gráfico olhar para cima uma velocidade ou alimentação, ou uma visão geral de por que esses números se movem juntos Sua velocidade de corte real em SFM é a velocidade com que a aresta de corte real está se movendo através do material, e SFM controla tanto o desgaste e como suave as superfícies da sua peça saem; não é necessariamente o mostrador RPM lendo por si só!

Imagine que você fez dois cortes aparentemente de aparência idêntica em RPM idênticas, mas eles produziram resultados muito diferentes em termos de desgaste da ferramenta, devido a diferentes diâmetros de peças de trabalho ou ferramentas OD's; esta é uma situação que este tutorial foi projetado para destacar Algumas fontes usam outra notação para velocidade de superfície, como SFPM ou SFM abreviação ou refere-se ao mesmo conceito e uso, e para este material vamos ficar com SFM Se você quiser uma explicação sobre feeds-and-speeds básicos como um conceito como carga de chip de ferramenta de corte ou feed por revolução, e os fatores que influenciam velocidade vs feed, você pode consultar o nosso SFPM ou SFM abreviatura refere-se ao mesmo conceito e uso, e para este material vamos ficar com SFM Se você quiser uma explicação sobre feeds-and-speeds básicos como um conceito, como carga de chip de ferramenta de corte ou feed por revolução, e os fatores que influenciam velocidade vs feed, você pode consultar o nosso feed feeds e velocidades fundamentos guia, pois evitaremos repetir essas informações o máximo possível aqui Ao contrário de um aplicativo de calculadora, esta lição também pretende que você seja capaz de determinar uma configuração de velocidade sem o uso de um computador externo e apenas em papel, bem na máquina.

As 4 etapas para calcular SFM e RPM

Existem quatro etapas sequenciais e essenciais necessárias antes que seu fuso esteja pronto, todas baseadas no uso de um valor SFM alvo ou aproximado: primeiro encontre o diâmetro do corte, em seguida procure um ponto inicial no gráfico SFM, calcule a configuração com a fórmula abaixo e, em seguida, certifique-se de que a configuração SFM resultante para suas rpm de fuso calculadas seja razoável Qualquer uma delas pode causar um cálculo final incorreto que pode levar a uma máquina definida incorretamente, por isso é mais importante que você não se apresse nessas etapas do que memorizar a matemática por trás da fórmula.

1. Identifique o diâmetro que importa 1 um torno, que é o diâmetro da peça de trabalho; em um moinho ou broca, é o diâmetro da ferramenta de corte Usar o errado é o único erro de configuração mais comum (veja a Verificação de Sanidade abaixo).
2. Escolha um SFM inicial para o seu material 0 seu SFM inicial Number“ (veja ”Onde obter seu SFM inicial” mais abaixo) em vez de adivinhar.
3. Execute a fórmula × 3,82) Diâmetro do LECION, usando diâmetro em polegadas.
4. Redondo a uma velocidade que sua máquina pode realmente discar 0 confirme contra a verificação de sanidade de 4 pontos antes de cortares.

A constante 3,82 não é arbitrária Ela vem de reorganizar SFM = π × Diâmetro × RPM 12, a circunferência da peça de trabalho ou ferramenta (π × D, em polegadas) vezes RPM dá polegadas percorridas por minuto, e dividir por 12 converte isso em pés por minuto Vire a fórmula ao redor para resolver para RPM e 12 ÷ π rodadas para 3,82 Três fontes independentes pousam na mesma constante quando você faz essa álgebra: a Curso de usinagem da Universidade da Flórida, a Explicador de imprensa comercial da Cutting Tool Engineering, e Derivação própria da Wikipédia, que é uma quantidade razoável de acordo para uma fórmula que você está prestes a confiar na máquina.

De onde vem a constante 3.82?

A constante de 3,82 é 12 dividida por π, arredondada para duas casas decimais (12 3,14159 = 3,8197..., arredondada para 3,82).Os 12 convertem polegadas em pés, já que há 12 polegadas em um pé e os maquinistas normalmente medem o diâmetro em polegadas enquanto o SFM rastreia os pés por minuto; o π vem da conversão de um diâmetro em uma circunferência, uma vez que a aresta de corte percorre toda a circunferência uma vez por revolução, não apenas através do diâmetro.

Uma referência de usinagem da Universidade da Flórida expressa a mesma relação que N = 12 V (π × D), que é algebricamente idêntica quando você resolve para RPM; essa verificação cruzada é uma das razões pelas quais esta página afirma 3.82 como uma constante fixa em vez de protegê-la.

Se preferir trabalhar em métrica, a mesma combinação de diâmetro e a relação de velocidade é válida: 1 SFM é igual a 0,00508 metros por segundo, a unidade SI de velocidade, para que você possa converter uma medição métrica linear de velocidade superficial de volta para SFM multiplicando por aproximadamente 196,85, ou apenas mude para a forma métrica da fórmula (RPM = 318 × m/min (diâmetro de medição em mm) em vez de converter unidades no meio do cálculo.

“A 1 polegada-dia. ferramenta deve funcionar a 100 sfm. Com base na equação, essa ferramenta deve girar a 382 rpm para atingir 100 sfm: 100 ÷ 1 × 3,82 = 382.”

Ângulo Cristóvão Tate, Ferramenta de Corte

Exemplo trabalhado, ligando um torno

Veja como fazer o giro de SFM especificamente para um torno, a peça gira e a ferramenta permanece estacionária, então o diâmetro que importa é o diâmetro externo da peça de trabalho (não calcula o diâmetro externo da ferramenta).Fosse você está girando um eixo de aço macio de 2,75 polegadas em um torno torneamento metal e quero começar com um conservador 90 SFM. Multiplique 90 por 3,82 para obter 343,8, depois divida pelo diâmetro de 2,75 polegadas: 343,8 2,75 = 124,8, que você arredondaria para 125 RPM no mostrador do fuso.

Isso é todo o cálculo para virar (turning) A ferramenta escolhida o diâmetro da peça de trabalho e o SFM para a matéria material e para cada trabalho Se o estoque de barras mudar para 1,5 polegadas, mas quiser o mesmo 90 SFM, a velocidade do fuso salta para 90 × 3,82 (guarding) 1,5 = 229,2, arredondado para 229 RPM Diâmetro menor, RPM mais alto, mesma velocidade de superfície relação que é bom saber porque é também onde o erro de cálculo mais comum ocorre (veja a Verificação de Sanidade abaixo).

Exemplo trabalhado, fresagem

Os passos para calcular o SFM para fresagem invertem um detalhe: em um moinho, a ferramenta gira e a peça fica parada, então o diâmetro que importa vira para o diâmetro da ferramenta de corte, o oposto de girar As fórmulas de fresagem abaixo funcionam da mesma maneira se você está em um moinho manual de joelho ou em uma máquina CNC executando um programa completo de operações de fresagem; os cálculos não mudam, apenas como você insere o número Suponha que você esteja cortando uma fresa de 0,625 polegadas (5/8″), 2-flute HSS em alumínio e queira começar em 250 SFM, uma figura inicial típica do HSS para alumínio RPM = 250 × 3,82 0,625 = 955 0,625 = 1.528 RPM.

Troque essa mesma fresa para uma versão de metal duro e a velocidade de superfície recomendada também sobe, normalmente para algo em torno de 2 a 2,5 vezes o valor do HSS para o mesmo material (mais nesse multiplicador em “Onde Obter Seu Número SFM Inicial” abaixo).Em 2,5×, isso é 625 SFM, que para essa mesma ferramenta de 0,625 polegadas funciona para 625 × 3,82 (0,625) = 3.820 RPM, mais que o dobro da configuração do HSS para o corte idêntico Isso é um salto grande o suficiente para que conectar a suposição errada de material de ferramenta seja uma maneira real, não teórica, de acabar cortando muito devagar ou tentando correr mais rápido do que seu fuso permite.

Condição limite: esta aritmética assume que o diâmetro nominal da ferramenta é o diâmetro que realmente faz o corte Para um cortador de nariz esférico ou outro contornado trabalhando a uma profundidade rasa de corte, essa suposição pode quebrar: o diâmetro efetivo de corte no ponto real de contato é menor que o diâmetro nominal total da ferramenta, portanto, um cálculo baseado apenas no diâmetro nominal exagerará seu SFM real por uma margem significativa. Literatura de usinagem sobre fresamento de topo esférico documenta esse efeito de geometria, embora o tamanho exato da lacuna varie de acordo com a profundidade de corte e seja específico o suficiente para cada configuração para que esta página não anexe uma porcentagem universal a ela. Os laminadores de extremidade plana e as brocas padrão não apresentam esse problema; ele morde apenas arestas de corte curvas.

Seguindo a outra direção, encontrando SFM a partir de uma RPM conhecida

Às vezes você já conhece o RPM, talvez seja o que o último operador deixou a máquina definida, e você quer saber o que SFM que realmente representa antes de decidir se deve confiar nele A fórmula reorganiza-se limpamente a partir do mesma relação superfície-velocidade utilizado ao longo deste guia: SFM = (RPM × Diâmetro) 3.82.

Digamos que uma furadeira esteja ajustada para 850 RPM e você esteja prestes a executar uma broca de 0,375 polegadas (3/8″).SFM = 850 × 0,375 3,82 = 318,75 × 3,82 = 83,4, de modo que a configuração esteja funcionando a aproximadamente 83 SFM Se a máquina oferecer apenas etapas fixas e as mais próximas forem 700 RPM e 1.000 RPM, você arredondará para 700 RPM (cerca de 69 SFM) em vez de para cima, já que correr ligeiramente sob o SFM alvo é mais seguro do que correr sobre ele A perfuração usa a mesma fórmula central que girar e fresar, o diâmetro que você conecta é o diâmetro da broca, já que a borda de corte está na parte externa da broca A mudança de tomografia e a batida seguem a mesma matemática, mas convencionalmente correm em uma fração do SFM para o mesmo caso específico (veja FAQ).

A verificação de sanidade de 4 pontos

Calcular um número não é o mesmo que confiar nele Antes de comprometer uma RPM calculada no fuso, execute-a a verificação de sanidade de 4 pontos quatro perguntas rápidas que pegam os erros que realmente acontecem na máquina, não hipotéticos.

Os modos de falha de confusão de diâmetro unitário e mistura de diâmetro nos pontos 1 e 2 também são os dois erros de SFM do mundo real mais comumente relatados em discussões de write-ups de maquinistas independentes e discussões no chão de fábrica, não uma lista hipotética, mas um padrão que se repete com frequência suficiente para valer sempre uma verificação dedicada, não apenas quando um trabalho parece desconhecido.

Onde obter seu número inicial de SFM

A fórmula só leva você até o SFM que você alimenta nele, e esse número depende do material e da ferramenta A tabela abaixo é um conjunto de pontos de partida do HSS a partir de uma referência de usinagem universitária, avaliada na mesma convenção de vida útil da ferramenta de uma hora definida por ISO 3685, o padrão internacional para testes de vida útil de ferramentas de torneamento de ponto único; trate cada valor como um ponto de partida para ajustar, não como uma regra fixa.

Para a tabela completa de materiais, incluindo ligas adicionais e colunas HSS e de metal duro lado a lado, consulte o gráfico de velocidade de corte por material 1 página mantém os números das manchetes aqui para que você não fique preso sem um ponto de partida, mas a referência mais completa mora lá.

Mudar de HSS para ferramentas de metal duro muda o SFM que você deve conectar para o mesmo material Uma referência de usinagem universitária dá uma regra prática limpa: multiplique a velocidade da superfície do HSS por aproximadamente 2,5 para metal duro Outras fontes relatam uma faixa mais ampla: algumas colocam cortadores com ponta de metal duro em qualquer lugar de 3 a 10 vezes a velocidade do HSS, dependendo do revestimento e da aplicação, portanto, não há um único número com o qual toda fonte concorda, e quanto maior o SFM que você tenta sem ferramentas e rigidez correspondentes, maior a probabilidade de você encurte a vida útil da ferramenta em vez de economizar tempo (a mesma compensação econômica) um documento de estudo de seleção de velocidade de corte revisado por pares. Trate 2,5× como um multiplicador inicial razoável, não uma garantia ou recomendação formal do fabricante, e confirme a configuração ideal para seu material e configuração específicos observando o desgaste da ferramenta em suas primeiras passagens, em vez de confiar apenas no número.

A tabela abaixo transforma a mesma fórmula em uma pesquisa pronta: escolha seu diâmetro e configuração SFM alvo, leia o RPM diretamente e use-o para verificar a sanidade de qualquer valor que você calcular manualmente. As linhas de polegada correspondem exatamente aos exemplos de fresagem e torneamento trabalhados acima.

SFM vs Taxa de Alimentação (Carga de Chips) Dois Números Diferentes

SFM e taxa de alimentação respondem a duas perguntas diferentes, e é um erro combiná-los que é independente de qualquer coisa coberta pela Verificação de Sanidade acima SFM diz-lhe o quão rápido a aresta de corte deve estar se movendo através do material, que a fórmula acima, em seguida, converte em um fuso RPM Taxa de alimentação, quão rápido a mesa ou peça de trabalho avança, geralmente expresso como IPM (polegadas por minuto) é um segundo cálculo independente construído a partir de IPT (polegadas por dente, também chamado carga chip) e contagem de flautas, nem mesmo de SFM: IPM = RPM × IPT × número de flautas. Para uma fresa de 4 flautas com 1.528 RPM (o exemplo de fresagem acima) com uma carga de chip de 0,003 polegadas, isso equivale a 1.528 × 0,003 × 4 = 18,3 IPM.

Pense nisso como dois mostradores separados na mesma máquina: o SFM define a rapidez com que a ferramenta gira, a taxa de alimentação define a rapidez com que ela viaja pelo corte É a taxa de alimentação simples x (profundidade do corte x largura do corte) que é MRR e útil ao adivinhar o tempo de ciclo da ferramenta, mas não é por isso que você está tentando calcular SFM /RPM em primeiro lugar Obter SFM certo e taxa de alimentação errada (ou vice-versa) ainda produz um corte ruim que você tem para calcular e verificar os dois números de forma independente, em seguida, combine-os O catálogo do fabricante da sua ferramenta geralmente lista um ponto de partida recomendado IPT por dente para suas inserções específicas, que vale a pena verificar antes de confiar em uma figura genérica Uma calculadora de taxa de alimentação ou uma calculadora de velocidades e feeds gerais pode automatizar essa segunda metade da matemática, uma vez que você já confie no número SFM que esta página o percorreu.

Perguntas frequentes