Velocidades e avanços de broca de metal duro: gráficos práticos, fórmulas e dicas de maquinista

A perfuração é geralmente a primeira operação que ensina ao maquinista o respeito pelos dados de corte. Alimente uma broca de metal duro com muita delicadeza e ela esfrega, endurece a superfície e cega em alguns furos. Empurre com muita força e os cantos lascarão antes que o primeiro furo seja concluído. A janela confortável entre esses dois resultados é mais estreita para o metal duro do que para o aço rápido, e é exatamente por isso que as velocidades e os avanços da broca de metal duro valem alguns minutos de reflexão antes que o fuso comece a girar.

Como ganhamos a vida retificando brocas inteiriças de metal duro, as mesmas perguntas chegam até nós todas as semanas em oficinas, fabricantes de moldes e fornecedores aeroespaciais. As respostas não são complicadas. Eles simplesmente precisam ser aplicados na ordem correta e depois ajustados de acordo com o que os chips e o fuso indicam.

Dois números por trás de cada corte de perfuração

Velocidades e feeds parecem um tópico, mas são duas decisões separadas que resolvem dois problemas diferentes.

• A velocidade de corte é a rapidez com que a aresta de corte percorre a peça, expressa como velocidade superficial (Vc, em m/min ou SFM). Ele governa a temperatura na borda.
• O avanço por revolução (fn, em mm/rot ou pol/rot) é o quanto a broca avança em uma volta completa. Ele controla a espessura do cavaco e o quanto a aresta está realmente cortando em vez de esfregar.
• A rotação do fuso não é uma escolha livre. É calculado a partir da velocidade da superfície e do diâmetro da broca, portanto, uma broca pequena precisa de muito mais rpm do que uma grande para o mesmo Vc.

O metal duro tolera cerca de duas a três vezes a velocidade superficial do aço rápido no mesmo material. O que limita o metal duro raramente é o amolecimento da aresta. É o calor concentrado em uma zona de contato muito pequena, além da fragilidade que torna um canto lascado fatal em segundos.

As fórmulas, em termos simples

Velocidade do fuso a partir da velocidade superficial

Em unidades imperiais, rpm = (SFM x 3,82) dividido pelo diâmetro da broca em polegadas. Em unidades métricas, rpm = (Vc x 1000) dividido por (3,14 x diâmetro da broca em mm). Uma broca de metal duro de 10 mm operando a 80 m/min precisa, portanto, de 80 x 1.000 dividido por 31,4, o que equivale a cerca de 2.546 rpm.

Taxa de avanço por revolução

Avanço em mm/min = rpm x avanço por rotação. Continuando no mesmo exemplo, 2.546 rpm x 0,12 mm/rot dão aproximadamente 306 mm/min. Em uma broca de três canais, o mesmo avanço por revolução é compartilhado entre três arestas de corte, de modo que a carga por aresta é menor e a qualidade do furo geralmente melhora em materiais pastosos.

Se você preferir não executar esses números manualmente para todas as ferramentas do berço, nosso calculadora de velocidade e avanço de perfuração com exemplos resolvidos percorre as mesmas fórmulas na forma métrica e imperial.

Faixas iniciais para materiais comuns

A tabela abaixo é o ponto de partida que entregamos aos clientes que estão migrando do aço rápido para o metal duro. Ele pressupõe uma configuração rígida, uma broca com relação comprimento/diâmetro de quatro ou menos e refrigeração que atinge a aresta de corte.

Reduza a velocidade de superfície em 20 a 30 por cento para ferramentas de longo alcance, peças de paredes finas ou uma máquina com desvio perceptível do fuso. Quando um trabalho de aço inoxidável começar a chiar, resista ao reflexo de desacelerar o avanço. Um avanço muito leve é ​​a causa mais comum de endurecimento por trabalho, e o endurecimento por trabalho é o que destrói a próxima broca, bem como a atual.

Profundidade, rigidez e refrigeração mudam os números

Profundidade do furo e bicadas

• Até 3 x D: uma única passagem geralmente é adequada com refrigeração interna ou inundação certeira.
• 3 x D a 5 x D: pique em incrementos de cerca de um diâmetro para limpar os cavacos de maneira limpa.
• Além de 5 x D: reduza a velocidade superficial em 20 a 30 por cento, reduza os passos e trate a refrigeração através do fuso como obrigatória em vez de opcional.

Fixação e desvio da ferramenta

Verifique o desvio total indicado na ponta da broca e não na face do suporte. Mantê-la abaixo de 0,02 mm duplica aproximadamente a vida útil de uma pequena broca de metal duro, porque uma aresta descentralizada carrega quase toda a carga em um canto. Suportes hidráulicos e de ajuste retrátil valem o dinheiro em diâmetros abaixo de 6 mm.

Refrigerante

O refrigerante através do fuso atinge a ponta onde está o calor, portanto suporta as velocidades mais altas da mesa. O refrigerante de inundação funciona bem para furos rasos em aço e aço inoxidável. O ferro fundido costuma ser perfurado a seco com jato de ar, enquanto o alumínio e o titânio recompensam volume e pressão generosos, já que ambos os materiais movem o calor para a ferramenta e não para o cavaco.

Leia as fichas, não apenas o gráfico

Os chips são o dispositivo de feedback mais barato da máquina e informam qual variável deve ser alterada.

• Lascas de palha prateadas ou claras com curvatura limpa significam que você está dentro da faixa de trabalho.
• Lascas azuis ou queimadas indicam velocidade superficial muito alta ou líquido refrigerante que nunca atinge a borda.
• Lascas finas e pulverulentas em aço inoxidável significam que a alimentação é muito leve e a borda está friccionando.
• Lascas longas e fibrosas em alumínio exigem mais avanço por rotação ou uma geometria de canal diferente.
• O rangido e o material soldado na margem geralmente significam que a velocidade é muito alta para o revestimento da ferramenta.

Combinando a broca com o material

Os dados de corte só fornecem resultados quando a broca no suporte é adequada ao trabalho. Cada ferramenta que enviamos é retificada e inspecionada em máquinas de cinco e seis eixos em nossa fábrica em Changzhou , e é por isso que tendemos a falar sobre geometria antes de falar sobre números.

Uma broca helicoidal de metal duro de uso geral é o padrão sensato para aço carbono, aço-liga e ferro fundido em uma ampla faixa de diâmetros.

Brocas helicoidais de metal duro para uso geral da série NNZT Padrão versátil para aço carbono, aço-liga e ferro fundido, com refrigeração externa ou interna e diâmetros de até 25 mm. Ver Produto →

Para aço-carbono e aço inoxidável, uma geometria com uma alma reforçada e uma inclinação mais afiada mantém a aresta viva e reduz a aresta postiça em classes mais macias.

Brocas helicoidais de metal duro série NNZB para aço macio e aço inoxidável Brocas 3D e 5D com resfriamento interno e arestas vivas para aço macio e inoxidável, ajudando a evitar arestas postiças em diâmetros de 3 mm a 20 mm. Ver Produto →

Em ferro fundido e alumínio, um design de três canais limpa cavacos mais rapidamente e mantém o tamanho do furo melhor do que uma broca de dois canais com o mesmo avanço por rotação.

Brocas de três canais de metal duro série NNZL para ferro fundido e alumínio Brocas de três arestas sem cobertura nos tipos 3D com refrigeração externa e 15D com refrigeração interna, adequadas para ferro fundido, ligas de alumínio e remoção de cavacos mais rápida. Ver Produto →

Uma rotina prática de configuração

1. Confirme o material da peça e sua dureza real, não apenas o nome no desenho.
2. Escolha uma velocidade superficial na tabela e calcule rpm para o diâmetro real da broca.
3. Escolha o avanço por revolução com base no tamanho da broca e na contagem de canais, buscando um cavaco genuíno em vez de pó.
4. Meça o desvio na ponta antes do primeiro furo e corrija-o se exceder 0,02 mm.
5. Faça dois ou três furos em sucata ou em uma área segura e, em seguida, inspecione o formato do cavaco, a cor e o tamanho do furo.
6. Ajuste uma variável de cada vez: acelere primeiro se a borda estiver queimando, alimente primeiro se a broca estiver esfregando ou rangendo.

Perguntas que ouvimos com mais frequência

Quão rápido uma broca de metal duro de 6 mm deve funcionar em aço-carbono?

Cerca de 100 m/min é um ponto de partida seguro, que funciona a aproximadamente 5.300 rpm. Combine isso com 0,10 a 0,15 mm/rev e um ciclo de bicadas assim que passar cerca de 18 mm de profundidade.

Por que a furadeira range e lasca nos cantos?

Gritar com lascas nos cantos quase sempre significa que a velocidade da superfície é muito alta para o revestimento e o fornecimento de refrigerante. Reduza a velocidade em 20 por cento, confirme se o líquido refrigerante está atingindo a ponta e verifique o desvio antes de presumir que a ferramenta está com defeito.

Ainda preciso perfurar?

Em uma superfície plana com uma broca inteiriça de metal duro com ponta de 140 graus, a mancha geralmente é desnecessária e simplesmente adiciona uma segunda operação. Um ponto ainda é útil em superfícies curvas, angulares ou interrompidas, ou quando uma broca longa precisa de ajuda para encontrar sua posição.

Não existe um número único correto para furação de metal duro, apenas um ponto de partida sensato e uma pequena lista de coisas a serem observadas. Comece de forma conservadora, ouça a máquina, leia as fichas e mude uma coisa de cada vez. Faça isso de forma consistente e a mesma broca continuará produzindo furos precisos muito depois de uma abordagem apenas de gráfico ter queimado três deles.