Calculando a rpm e o gpm a partir da velocidade de corte

Para que uma ferramenta corte um material, é necessário que um se movimente em relação ao outro a uma velocidade adequada.

Na indústria mecânica, as fresadoras, os tornos, as furadeiras, as retificadoras e as plainas são máquinas operatrizes que produzem peças por meio de corte do metal. Esse processo se chama usinagem.

Para que a usinagem seja realizada com máquina de movimento circular, é necessário calcular a rpm da peça ou da ferramenta que está realizando o trabalho.

Quando se trata de plainas, o movimento é linear alternado e é necessário calcular o gpm (golpes por minuto).

O problema do operador, neste caso, é justamente realizar esses cálculos.

Vamos supor que você seja um torneiro e precise tornear com uma ferramenta de aço rápido um tarugo de aço 1020 com diâmetro de 80 mm. Qual será a rpm do torno para que você possa fazer esse trabalho adequadamente?

Velocidade de corte

Para calcular a rpm, seja da peça no torno, seja da fresa ou da broca, usamos um dado chamado velocidade de corte.

Velocidade de corte é o espaço que a ferramenta percorre, cortando um material, dentro de um determinado tempo.

A velocidade de corte depende de uma série de fatores, como:

• tipo de material da ferramenta;
• tipo do material a ser usado;
• tipo de operação a ser realizada;
• condições da refrigeração;
• condições da máquina etc.

Embora exista uma fórmula que expressa a velocidade de corte, ela é fornecida por tabelas que compatibilizam o tipo de operação com o tipo de material da ferramenta e o tipo de material a ser usinado. Essas tabelas estão a sua disposição no final deste livro.

Dica tecnológica

As ferramentas de corte são classificadas em grupos. Para encontrar a velocidade de corte adequada para determinado material com o qual a ferramenta é fabricada, existe um coeficiente para cada tipo de ferramenta.

As ferramentas de aço rápido têm o coeficiente 1. Os valores da tabela são para esse coeficiente.

Se a ferramenta for de metal duro, o valor da tabela deve ser multiplicado pelo coeficiente 3.

Em que n é o número de rpm; vc é a velocidade do corte; d é o diâmetro do material e p é 3,14 (constante).

Dica

Como o diâmetro das peças é dado em milímetros e a velocidade de corte é dada em metros por minuto, é necessário transformar a unidade de medida dada em metros para milímetros. Daí a utilização do fator 1.000

na fórmula de cálculo da rpm.

Voltemos ao problema inicial: você precisa tornear um tarugo de aço 1020 com diâmetro de 80 mm. 

Lembre-se de que a ferramenta é de aço rápido.

Os dados que você tem são:

vc = 25m/min (dado encontrado na tabela)

d = 80 mm

n = ?

Substituindo os valores na fórmula:

A rpm ideal para esse trabalho seria 99,5. Como as velocidades das máquinas estão estipuladas em faixas determinadas, você pode usar um valor mais próximo, como 100 rpm.

Dica tecnológica

Para realizar as operações de fresagem ou furação, a fórmula para o cálculo da rpm é a mesma, devendo-se considerar o diâmetro da fresa ou da broca, dependendo da operação a ser executada.

Cálculo de rpm para retificação

Quando é necessário retificar uma peça cilíndrica, o que se deve determinar é não só a rpm da peça, mas também a do rebolo.

Para calcular a rpm da peça, já vimos que é preciso usar a fórmula:

Para calcular a rpm do rebolo, a fórmula muda um pouco. Como a velocidade de corte do rebolo é dada em metros por segundo (m/seg), multiplica-se a fórmula original por 60. Isso é feito para transformar a velocidade de metros por segundo (m/seg) para metros por minuto (m/min).

A fórmula fica assim:

Vamos supor, então, que você precise retificar um eixo de aço de 50 mm de diâmetro com um rebolo de 300 mm de diâmetro. Seu problema é encontrar a rpm do rebolo, sabendo que a velocidade de corte indicada é de 25 m/seg.

Os dados que você tem são:

vc = 25 m/seg (tabela)
d = 300 mm (diâmetro do rebolo)
n = ?

Dica
A rpm do material a ser retificado é calculada pela fórmula:

que já foi estudada: Portanto, a medida do diâmetro da peça a ser retificada não interessa para o cálculo da rpm do rebolo.

Portanto, o rebolo deve girar a aproximadamente 1592 rpm.

Cálculo de gpm em função da velocidade de corte

Quando o trabalho de usinagem é feito por aplainamento e, portanto, o movimento da máquina é linear, calcula-se o gpm, ou seja, o número de golpes que a ferramenta dá por minuto.

Para esse cálculo, você também emprega uma fórmula. Ela é:

Em que gpm é o número de golpes por minuto, vc · 1000 já é conhecido, c é o curso da máquina, ou seja, o espaço que ela percorre em seu movimento linear. Esse valor é multiplicado por 2 porque o movimento é de vaivém.

Dica

O curso é igual ao comprimento da peça mais a folga de entrada e saída da ferramenta.

Vamos a um exemplo. Suponha que você precise aplainar uma placa de aço 1020 de 150 mm de comprimento com uma ferramenta de aço rápido. Você sabe também que a velocidade de corte é de 12 m/min.

Os dados são:

vc = 12 m/min

c = 150 mm + 10 mm (folga)

gpm = ?

Substituindo os dados na fórmula , temos:

Portanto, a plaina deverá ser regulada para o gpm mais próximo.

Tabelas (clique para ampliar):

Fontes:  Telecurso 2000 - Aula 11 - Usinagem
http://www.cncmania.com.br/site/tabelas/