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Parâmetros de corte: rotação, avanço e potência

Informe a operação, o material e as dimensões para saber em que rotação e avanço programar a máquina, quanta potência o corte pede e quanto tempo leva cada passe.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

Pré-dimensionamento
Operação e material
Ferramenta e corte

Ao trocar operação, ferramenta ou material, Vc, avanço, kc1.1 e mc recebem valores típicos de partida (manuais técnicos e Machinery’s Handbook). Substitua pelos do catálogo da sua ferramenta.

Máquina
—Rotação do eixo-árvore
—

Rotação e potência conforme o diâmetro

Mesma Vc e mesmo avanço; o diâmetro é o da peça no torneamento e o da ferramenta no fresamento e na furação. A linha tracejada é o diâmetro atual.

Toque no gráfico para ver os valores.

Potência no motor conforme a profundidade (ou o avanço)

Potência pedida ao motor para cada profundidade de corte; na furação, para cada avanço. A linha horizontal é a potência do motor.

Toque no gráfico para ver os valores.

Próximo passo

Leve os resultados desta página para outra calculadora, com os campos já preenchidos.

O memorial reúne entradas, resultados, equações, hipóteses e referências desta página, com campos para projeto, responsável e revisão. O relatório completo traz também os gráficos e as interpretações, em cores. Na janela de impressão, escolha Salvar como PDF.

Método, hipóteses e referências

Equações usadas

Rotação: n = 1000 · Vc ÷ (π · D) [rpm; Vc em m/min, D em mm], limitada à rotação máxima da máquina
Avanço da mesa: Vf = fn · n (torneamento e furação); Vf = fz · z · n (fresamento)
Taxa de remoção [cm³/min]: Q = Vc · ap · fn (torneamento); Q = ap · ae · Vf ÷ 1000 (fresamento); Q = Vc · D · fn ÷ 4 (furação)
Kienzle: kc = kc1.1 · hm^(−mc); hm = fn (torneamento, κr = 90°); hm = 180 · ae · fz ÷ (π · D · arcsen(ae/D)[°]) (fresamento); hm = fn/2 · sen 70° (furação)
Potência de corte: Pc = Q · kc ÷ 60 000 [kW]; no motor: Pm = Pc ÷ η; torque: M = Pc · 60 000 ÷ (2π · n) [N·m]; tempo: t = L ÷ Vf

Hipóteses e limites

  • Vc, avanços, kc1.1 e mc da lista são valores típicos de partida para ferramentas comuns, compilados de manuais técnicos de fabricantes e do Machinery’s Handbook; o catálogo da ferramenta usada prevalece.
  • Não considera ângulo de saída da ferramenta, desgaste, ângulo de posição diferente de 90° no torneamento, aproximação e saída da ferramenta no tempo de corte, nem a curva de torque do motor em baixa rotação.
  • A rigidez da máquina, da fixação e da ferramenta, a vibração e o acabamento exigido podem limitar profundidade e avanço antes da potência.

Normas e documentos técnicos

  • ISO 513:2012 Classification and application of hard cutting materials for metal removal with defined cutting edges — Designation of the main groups and groups of application
  • ISO 3685:1993 Tool-life testing with single-point turning tools
  • Oberg, E. et al. Machinery’s Handbook, 31st ed., Industrial Press, 2020 (speeds and feeds, power constants)
  • Sandvik Coromant. Training handbook / technical guide: metal cutting technology (cutting data formulas and kc1 values)
  • Kienzle, O. Die Bestimmung von Kräften und Leistungen an spanenden Werkzeugen und Werkzeugmaschinen. VDI-Z 94, 1952
  • Diniz, A. E.; Marcondes, F. C.; Coppini, N. L. Tecnologia da Usinagem dos Materiais, 9ª ed., Artliber

Legislação e regulamentos no Brasil

  • NR-12: Segurança no trabalho em máquinas e equipamentos (proteções, dispositivos de parada e capacitação de operadores de tornos, fresadoras e furadeiras)

Perguntas frequentes

O que esta calculadora resolve?

Ela transforma a velocidade de corte (Vc) e o avanço recomendados para o material em números de máquina: rotação do eixo-árvore, avanço da mesa, volume de cavaco por minuto, potência, torque e tempo de cada passe. Serve para torneamento externo, fresamento e furação, com aço rápido ou metal duro. Use ao programar uma peça nova, ao trocar de material ou para saber se a máquina tem potência para um desbaste.

De onde tiro a velocidade de corte e o avanço?

O melhor dado é o catálogo do fabricante da ferramenta, que traz Vc e avanço por classe de pastilha e grupo de material ISO 513 (P, M, K, N, H). Ao trocar material, ferramenta ou operação, a página carrega um valor típico de partida, tirado de manuais técnicos e do Machinery’s Handbook. Depois ajuste pelo desgaste: aresta que gasta rápido pede Vc menor.

Como ler o resultado do exemplo?

No exemplo, uma barra de aço médio carbono de 50 mm torneada a 220 m/min com metal duro pede 1.401 rpm. Com avanço de 0,25 mm/rot e 2 mm de profundidade, a mesa anda 350 mm/min, saem 110 cm³ de cavaco por minuto e o corte consome 4,41 kW na ferramenta, ou 5,51 kW no motor (73% de um motor de 7,5 kW). Cada passe de 100 mm leva 17,1 s.

O que são kc1.1 e mc?

São os dois números da equação de Kienzle, que diz quanta força é preciso para cortar o material. kc1.1 é a força específica para um cavaco de 1 mm de espessura (1700 N/mm² no aço médio carbono) e mc mostra quanto ela cresce com cavaco fino. No exemplo, com cavaco de 0,25 mm, a força específica sobe para 2.404 N/mm², e é ela que define a potência.

Como sei se a máquina aguenta o corte?

Compare a potência no motor com a potência de placa do eixo-árvore: abaixo de 85% o motor trabalha folgado. O segundo gráfico mostra até onde dá para ir: no exemplo, o motor de 7,5 kW aguenta até cerca de 2,7 mm de profundidade com o mesmo avanço. Em baixa rotação, muitos motores entregam menos potência; confira a curva de potência no manual da máquina.

Quais os erros mais comuns?

Usar o diâmetro errado (o da peça no torneamento, o da ferramenta no fresamento e na furação), esquecer que a rotação máxima da máquina limita a Vc em diâmetros pequenos e usar avanço por rotação onde o catálogo pede avanço por dente. A calculadora não considera rigidez da fixação, vibração, balanço da ferramenta nem acabamento exigido, que muitas vezes limitam antes da potência.

Qual a rotação para furar com broca de 10 mm em aço?

Com broca de metal duro em aço médio carbono, a Vc típica fica perto de 80 m/min, o que dá cerca de 2.546 rpm; com broca de aço rápido, perto de 18 m/min, ou cerca de 573 rpm. O avanço típico vai de 0,12 a 0,2 mm/rot conforme a broca. Escolha Furação na operação para ver também potência, torque e tempo, e use o botão de furo para rosca se o furo for roscado depois.