Compreendendo a velocidade do fuso para plástico ABS na usinagem CNC

Definir a velocidade correta do fuso durante a usinagem CNC é crucial para melhorar o desempenho e a qualidade do produto final. Esse aspecto também é verdadeiro para o plástico ABS, que é popular nas indústrias automotiva e de eletrônicos de consumo devido à sua leveza, durabilidade e facilidade de usinagem. Definir a velocidade correta do fuso para o plástico ABS melhora a precisão do trabalho e reduz as chances de destruição do material, desgaste da ferramenta e ineficiência geral da produção. Este ensaio descreve os fundamentos da otimização da velocidade do fuso para o plástico ABS, incluindo por que isso é importante, quais fatores são mais considerados e quais práticas-chave precisam ser seguidas para obter resultados de usinagem bem-sucedidos. Independentemente de você ser um maquinista experiente ou um iniciante em usinagem CNC, saber como ajustar a velocidade do fuso para esse tipo de termoplástico é essencial para obter componentes de alta qualidade.

Qual é o recomendado velocidade do fuso para usinagem ABS plástico?

Como calcular a velocidade do fuso para plástico ABS

A velocidade do fuso, normalmente medida em rotações por minuto (RPM), pode ser calculada usando a fórmula:

Velocidade do fuso (RPM) = (Velocidade de corte × 1000) / (π × Diâmetro da ferramenta)

Dependendo da condição de usinagem e das ferramentas, a velocidade de corte para plástico ABS geralmente fica entre 100 e 300 metros por minuto. A seleção da faixa de velocidades de corte é determinada pela quantidade de material da ferramenta, geometria da peça e até mesmo acabamento da superfície. Uma vez que a peça de trabalho é definida, um acabamento de superfície desejado pode ser facilmente obtido ajustando-se adequadamente a velocidade de corte em metros por minuto.

Fatores que influenciam a velocidade do fuso ao usinar ABS

Material e geometria da ferramenta

Formas e materiais específicos de ferramentas, como fresas e brocas, têm diferentes RPMs ideais. Ferramentas de carboneto, por exemplo, podem suportar velocidades muito mais altas quando comparadas a ferramentas de aço rápido (HSS).

Propriedades da peça de trabalho 

O ABS também pode ser classificado como um termoplástico relativamente macio, capaz de derreter em uma faixa de temperatura mais baixa de cerca de 200°C. Se velocidades excessivas do fuso forem usadas, haverá um caso de derretimento do material, deformação e até mesmo corte ruim ou irregular.

Refrigerante e Lubrificação

A presença ou não de refrigerante afeta diretamente o calor produzido durante o processo de usinagem e a quantidade de calor e atrito que pode ser sustentada em uma determinada velocidade do fuso.

Operação de usinagem 

Diferentes níveis de corte, como operações de desbaste e acabamento, provavelmente precisarão de diferentes valores de velocidades do fuso para um equilíbrio ideal entre a qualidade da superfície e as taxas de remoção de material.

Por que a velocidade do fuso é crítica?

A velocidade do fuso é crítica para a qualidade, eficácia e precisão da usinagem CNC de plástico ABS. Se as velocidades do fuso forem definidas incorretamente, muito calor é gerado, o que pode levar ao derretimento do material, exibindo comportamento pegajoso ou resultando em acabamento de superfície abaixo da média e até mesmo danos à ferramenta. Além disso, as velocidades otimizadas do fuso garantem a eliminação eficaz do material, ao mesmo tempo em que aumentam a disponibilidade da ferramenta e eliminam problemas de usinagem, como vibração ou problemas dimensionais da ferramenta. As velocidades do fuso adaptadas especificamente para plástico ABS permitem uma produção de maior qualidade, ao mesmo tempo em que protegem a ferramenta e reduzem o desperdício.

Como a seleção de ferramentas afetar velocidade do fuso pela ABS?

Quais tipos de fresas são melhores para usinar plástico ABS?

Ao trabalhar com plástico ABS, cortadores de flauta simples ou dupla são usados ​​devido à sua tendência reduzida de lascar e maior capacidade de remover o desperdício gerado. O ponto de fusão do ABS é relativamente baixo, então ferramentas com menos de duas flautas serão melhores, pois facilitarão a remoção de cavacos e, assim, reduzirão as chances de deformação térmica. Cortadores espirais de corte ascendente também são adequados porque movem o desperdício de material enquanto melhoram o acabamento da superfície.

O ABS é melhor cortado com carboneto ou HSS?

Tanto HSS quanto cortadores de carboneto abrasivo são úteis para trabalhar com ABS, embora HSS seja melhor para esse trabalho em particular. Com relação ao tipo de material, o ABS geralmente não precisa do tipo mais duro de placa. As ferramentas HSS são mais baratas, funcionam bem o suficiente e não lascam ou quebram tão facilmente quanto as ferramentas de carboneto quebradiças, ao contrário de plásticos mais macios. No entanto, se a operação envolver alta velocidade ou a retenção da borda for de grande importância, as ferramentas de carboneto são ideais.

De que forma o design da flauta afeta a velocidade do fuso?

É importante observar que uma fresa de flauta única é capaz de atingir uma velocidade de fuso ideal variando de oito a doze mil revoluções por minuto. Com projetos de múltiplas flautas, essas velocidades não são tão facilmente atingíveis devido à eficácia da liberação de cavacos. Com o aumento das velocidades, a retenção de calor se torna problemática. Por outro lado, ferramentas de 4 e 6 flautas são geralmente evitadas para peças de ABS porque tendem a prender materiais que podem causar derretimento ou defeitos de superfície. Além disso, o diâmetro da ferramenta, a velocidade do fuso e a taxa de avanço precisam estar dentro de intervalos especificados para obter uma usinagem eficaz, onde uma taxa de avanço entre 50 e 150 polegadas por minuto é comum ao cortar ABS. No entanto, alterações nos parâmetros de alcance podem ser necessárias dependendo da geometria da ferramenta e do ambiente onde o corte ocorre.

Quais são os alimentações e velocidades pela fresagem ABS?

Como determinar a taxa de alimentação ideal para plástico ABS

Encontrar a taxa de avanço perfeita para plástico ABS requer levar em consideração as propriedades do material, os parâmetros da ferramenta de corte e as condições de usinagem. Para evitar o derretimento, é necessário selecionar uma taxa que permita a dissipação adequada do calor e não produza muito atrito. Em conjunto com a velocidade do fuso e a geometria da ferramenta, a faixa típica para taxas de avanço no material ABS é entre 50 e 150 polegadas por minuto (IPM). Para descobrir o que é ideal para sua configuração, é melhor testar taxas mais baixas primeiro e depois aumentá-las lentamente.

O efeito que a carga de cavacos tem na velocidade e no avanço

A carga de cavacos é a quantidade de material que é removida por dente por rotação, e afeta significativamente tanto a taxa de avanço do processo quanto a velocidade do fuso. A carga de cavacos desempenha um papel crítico na obtenção de velocidades de corte adequadas sem arriscar a deformação ou aquecimento excessivo do material ABS. A faixa esperada de carga de cavacos para uma fresa de topo usada em ABSs é de 0.002 a 0.004 polegadas por dente, dependendo da rigidez da máquina e do diâmetro da ferramenta em questão. O aumento do calor e do desgaste das ferramentas pode ocorrer com cargas de cavacos mais baixas, e o acabamento superficial e a precisão dimensional diminuídos podem ocorrer com cargas de cavacos mais altas.

Melhorando avanços e velocidades para um melhor acabamento de superfície

Taxas de avanço moderadas juntamente com altas velocidades do fuso são recomendadas ao fresar ABS. Essa combinação ajuda a garantir que o material seja removido suavemente sem superaquecimento, produzindo um melhor acabamento de superfície. O tipo de ferramenta utilizada também é importante; ferramentas afiadas de aço rápido (HSS) ou carboneto com canais polidos são ideais, pois reduzem o atrito e proporcionam maior qualidade de acabamento. Líquido de arrefecimento ou jato de ar também podem ser empregados para dissipar o calor da peça de trabalho para reduzir os riscos associados à deformação ou derretimento.

Parâmetros recomendados:

1. Velocidade do Fuso: 10,000-20,000 RPM (com base no diâmetro da ferramenta e na capacidade da máquina)
2. Taxa de alimentação: 50-150 IPM
3. Carga de cavacos:

• Diâmetro da ferramenta ≤ 1/8 polegada: 0.002 polegadas por dente
• Diâmetro da ferramenta > 1/8 polegada: 0.003-0.004 polegadas por dente

4. Profundidade do corte:

• Recomendar passagens rasas de polegadas 0.015-0.03 para acabamento

Ao ajustar esses parâmetros sistematicamente e monitorar o processo de usinagem, os fabricantes podem melhorar a qualidade da superfície do ABS, melhorar a eficiência da usinagem e reduzir defeitos.

O que é a sessão maquinabilidade of ABS plástico?

Principais propriedades do ABS que afetam a usinagem

O plástico ABS com dureza moderada é altamente valorizado por sua usinabilidade devido à sua resistência moderada ao impacto. Devido às propriedades do ABS, ferramentas como brocas, tornos e fresas podem ser usadas sem danos intensivos às arestas de corte do dispositivo. Ferramentas de usinagem construídas para trabalhar com metais geralmente tendem a gerar muito calor durante o corte e podem levar ao derretimento ou deformação. Portanto, o calor durante o processo de usinagem do ABS deve ser controlado de perto. Como uma vantagem adicional, o ABS, como outros polímeros, tem baixa densidade (~1.04 g/cm³), o que o torna mais adequado para aplicações leves.

O efeito da profundidade de corte em plásticos ABS

É importante selecionar a profundidade do corte diligentemente porque isso afeta muito o resultado final do processo de usinagem de ABS. Para passes de acabamento, cortes rasos entre 0.015 e 0.03 polegadas devem ser adotados, pois aumentam o acabamento de superfície desejado, ao mesmo tempo em que reduzem as tensões na superfície. Além disso, cortes mais profundos do que um certo limite podem facilmente resultar em lascas, dobras ou derretimentos na superfície. A faixa de profundidade também reduz o nível de vibração e deflexão das ferramentas, o que resulta em melhor precisão de usinagem.

Métodos comuns de usinagem para ABS

Trabalhar em plástico ABS é uma tarefa bastante meticulosa, com cada detalhe sendo trabalhado para atingir precisão. Aqui estão alguns métodos para atingir esse objetivo:

Moagem:

• Ao fazer a fresagem, certifique-se de monitorar avanços e velocidades. Além disso, certifique-se de definir uma velocidade do fuso de 4,000-8,000 RPM, dependendo do diâmetro e do tipo da ferramenta que está sendo usada.
• Certifique-se de utilizar ferramentas de carboneto afiadas para manter cortes limpos e reduzir a geração de calor.

Girando:

• Este método é adequado para a produção de componentes cilíndricos.
• É recomendável usar uma velocidade de corte de 200-500 SFPM juntamente com uma taxa de avanço de 0.002-0.004 IPH para garantir que não ocorra sobrecarga da ferramenta.

Perfuração: 

• É importante usar brocas de aço rápido e de carboneto com uma aresta de corte ideal para garantir que as formações de rebarbas sejam minimizadas ao mínimo.
• As taxas de avanço recomendadas são de 0.004 a 0.012 polegadas para cada revolução, dependendo do tamanho do servo usado.

As técnicas envolvidas no trabalho nas etapas fornecidas têm como objetivo fornecer uma diretriz sobre como trabalhar em materiais ABS para obter resultados precisos ao usinar peças. Certifique-se de sempre conduzir cortes de teste finos para máquinas específicas para ajustar as configurações para suas necessidades.

Que papel faz refrigerante brincar na usinagem ABS plástico?

É necessário líquido de arrefecimento ao fresar ABS?

Ao fresar plástico ABS, raramente é necessário refrigerante. Normalmente, um jato de ar é suficiente para limpar os cavacos e controlar a temperatura. O ABS é um termoplástico, o que significa que ele amolece ou flui quando exposto a altas temperaturas por um longo período. Usar refrigerante com muita frequência apresenta riscos como falhas na superfície ou inchaço do material, tornando a usinagem a seco e os métodos de resfriamento mínimo mais favoráveis.

Que tipos de refrigerantes são recomendados para plástico ABS?

Caso surja a necessidade de resfriamento, refrigerantes solúveis em água não reativos ou sistemas de refrigeração do tipo névoa com aplicações verificadas seriam úteis. Esses métodos garantem que a temperatura seja mantida sob controle sem destruir a estabilidade dimensional do material. No caso do ABS, deve-se tomar cuidado para evitar o uso de refrigerantes à base de petróleo ou fluidos de corte que podem reagir adversamente ao material ou podem degradá-lo.

Qual o impacto do líquido de arrefecimento na vida útil da ferramenta para usinagem CNC?

A aplicação adequada de refrigerante, quando usada, pode aumentar a vida útil da ferramenta reduzindo o atrito e eliminando o calor. Para ABS, é provável que ferramentas afiadas, juntamente com parâmetros ideais para gerar uma quantidade mínima de calor, signifiquem que não há necessidade de refrigerante. As ferramentas normalmente não suportam e usinagem a ar ou a seco sem comprometer, juntamente com a remoção frequente de cavacos, é o suficiente para reter a ferramenta. Além disso, usar ferramentas com revestimentos especiais como TiN torna a pessoa mais resistente ao calor e estende a vida útil da ferramenta em condições secas.

Recapitulação dos parâmetros técnicos:

• Tipo de refrigerante (se necessário): Líquidos de arrefecimento não reativos, solúveis em água ou à base de névoa. Evite fluidos à base de petróleo.
• Alternativas de resfriamento: Jato de ar para limpeza de cavacos e dispersão de calor.
• Revestimentos de ferramentas: TiN ou similar para desgaste reduzido em usinagem a seco.
• Avanço e velocidades para fresamento de ABS: Mantenha taxas de avanço e velocidades de corte moderadas para minimizar o acúmulo de calor, normalmente ajustadas durante cortes de teste.

A remoção eficaz de cavacos e o gerenciamento térmico são as prioridades na usinagem de ABS sem causar deformação do material ou reduzir o desempenho da ferramenta.

Quais são os desafios enfrentados no usinagem de plástico of ABS?

Problemas comuns com desgaste de ferramentas ao usinar plástico ABS

O acúmulo de calor, bem como a remoção de cavacos e materiais de ferramentas ruins, causam muito desgaste da ferramenta durante a usinagem de ABS. O atrito excessivo na superfície da ferramenta, especialmente em ferramentas não revestidas e não fixadas, pode resultar em baixa vida útil da ferramenta e precisão posicional.

Prevenção:

• Utilize ferramentas revestidas com materiais resistentes ao calor, como TiN ou AlTiN.
• Use velocidades de corte e taxas de avanço compatíveis para diminuir o atrito.
• Utilize sopradores de ar ou a vácuo para uma remoção de cavacos mais eficaz.

Como evitar o derretimento ou a queima do ABS durante a usinagem

Incêndios geralmente são causados ​​pelo superaquecimento dos materiais que acompanham o eixo da ferramenta de corte rotativa devido a taxas de avanço excessivas, ferramentas cegas ou controle incorreto da velocidade de corte.

Prevenção:

• A velocidade de rotação do fuso deve ser baixa e a taxa de avanço deve ser reduzida.
• Ferramentas especiais para trabalhar com plásticos devem ser utilizadas para produzir menos calor.
• Combinar jatos de ar com táticas de ventilação na tentativa de resfriar a peça de trabalho não é prejudicial.

Etapas de solução de problemas para usinagem de plástico ABS

1. Problema: Deformação de materiais, ou mesmo derretimento.

Solução: Verificar a afiação da ferramenta, reduzir a velocidade do fuso, aumentar a taxa de avanço.

2. Problema: O desgaste da ferramenta é excessivo.

Solução: Ferramentas revestidas são utilizadas, parâmetros de usinagem são definidos conforme necessário e trabalhos de remoção de cavacos são realizados com mais eficiência.

3. Problema: A superfície acabada apresenta imperfeições.

Solução: Verificação da estabilidade da máquina, verificação de ferramentas cegas e ajuste da taxa de avanço.

As principais dificuldades relacionadas à usinagem de plástico ABS podem ser resolvidas com sucesso com a observação precisa dos parâmetros e da eficácia da ferramenta.

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Qual é a velocidade do fuso recomendada para usinagem CNC de plástico ABS?

R: A velocidade do fuso na usinagem CNC de plástico ABS deve estar entre 8000 e 12000 RPM, dependendo da operação de usinagem realizada e da ferramenta utilizada.

P: Como a profundidade de corte afeta a velocidade do fuso ao fresar ABS?

R: Existem algumas relações entre a profundidade de corte e a velocidade do fuso, pois um corte mais raso pode permitir uma velocidade maior do fuso, enquanto o oposto é verdadeiro para cortes mais profundos.

P: Quais fatores devem ser considerados na seleção de ferramentas ao usinar ABS?

R: A questão importante é que tipo de fresa será usada, como fresas de topo, brocas de roteador, o número de canais, o material, se carboneto, HSS e as características do próprio plástico ABS.

P: Como você determina a velocidade de corte ao usinar plástico ABS?

R: A velocidade de corte pode ser calculada pela fórmula: Velocidade de Corte (CS) = (π * D x RPM)/1000. A CS deve variar de acordo com a operação que está sendo realizada e a ferramenta utilizada.

P: Que correlação entre taxa de avanço e velocidade do fuso pode ser identificada ao trabalhar em um componente ABS?

R: A taxa de avanço está relacionada à taxa do fuso; conforme a taxa do fuso pode aumentar, a taxa de avanço também terá que ser aumentada para garantir carga de cavaco adequada por unidade de área e evitar desgaste excessivo da ferramenta.

P: Por que o líquido de arrefecimento é necessário na usinagem de plástico ABS?

R: A aplicação de refrigerante ajuda na usinagem, melhora o acabamento da superfície e evita que o material ABS derreta ou deforme durante o processo de usinagem, além de dissipar o calor produzido.

P: Quais são alguns métodos comuns de usinagem de plástico ABS?

R: Fresamento, torneamento e roteamento CNC são métodos comuns de usinagem para ABS, cada um exigindo velocidades de fuso e taxas de avanço específicas para obter o melhor produto final possível.

P: Como posso melhorar o acabamento em peças AB ao fresar?

R: Tente otimizar os parâmetros de corte, como velocidade do fuso e taxa de avanço, e usar uma ferramenta de corte afiada com o número desejado de canais para obter um excelente acabamento de superfície para os componentes ABS fresados.

P: O que é carga de cavaco e como ela afeta a usinagem do ABS?

A: Durante uma rotação completa de uma ferramenta, uma borda da ferramenta pode remover uma certa espessura do material, o que é chamado de carga de cavaco. A carga de cavaco é crítica na usinagem de ABS, pois determina a eficácia do corte e o desgaste da ferramenta.

Fontes de Referência

1. O impacto da velocidade de impressão nas características de tração e fratura de peças de ABS criadas por Modelagem de Deposição Fundida são apresentados aqui.

• autores: Parham Rezaeian e outros.
• Diário: Mecânica da Fratura de Engenharia
• Data de publicação: 2022-05-01
• Token de citação: (Rezaeian et al., 2022)
• Resumo:Objetivo: Esta pesquisa se concentra nos efeitos que diferentes velocidades de impressão terão nas características de tração e fratura de espécimes de ABS fabricados usando modelagem por deposição fundida (FDM).Pesquisa: Os autores realizaram experimentos onde alteraram a velocidade de impressão e subsequentemente registraram as propriedades mecânicas dos espécimes de ABS impressos. Eles realizaram os testes de tração padrão usuais nas amostras.

  Resumo: Os resultados mostraram que a impressão rápida pode produzir espécimes de ABS que são mais fracos em resistência à tração, flexíveis e mais quebradiços. A conclusão foca na importância de aumentar de forma adequada e eficiente as propriedades mecânicas em peças feitas de polímero ABS usando FDM.

  2. Relatório de engenharia sobre a modificação das propriedades de amolecimento e endurecimento da rigidez durante a operação axial do sistema de fuso de uma máquina-ferramenta e o efeito das velocidades do fuso.
• autores: Jiandong Li e outros.
• Diário: Lubrificantes
• Data de publicação: 2022-06-22
• Token de citação: (Li e outros, 2022)
• Resumo:Objetivo: Este artigo analisa como a velocidade do fuso afeta a rigidez operacional axial dos fusos de máquinas-ferramentas, o que é relevante na usinagem de um material ABS.Metodologia: Os autores construíram o modelo mecânico que permitiu analisar a rigidez axial do fuso em relação à sua velocidade. Eles também realizaram experimentos de validação do modelo para determinar as características de rigidez conforme a velocidade do fuso era variada.

  Principais conclusões: Os resultados do estudo sugerem que a velocidade do fuso tem influência sobre o quão macia e dura a "carne" da rigidez axial do fuso se torna. A velocidade ótima do fuso é definida em um valor que melhora a precisão da usinagem ao trabalhar em ABS e outros materiais com alta complexidade.

3. Efeito da velocidade do fuso e da taxa de avanço na rugosidade da superfície e na duração da fresagem na fabricação de próteses totais fresadas: um estudo in vitro

• autores: Yo Akiyama e outros.
• Diário: Ciências Aplicadas
• Data de publicação: 2023-12-18
• Token de citação: (Akiyama e outros, 2023)
• Resumo:Objetivo: O foco do estudo é o impacto que a velocidade do fuso e a taxa de avanço têm na qualidade da superfície e no tempo necessário para que materiais odontológicos como o ABS sejam fresados.Método: Os pesquisadores projetaram experimentos com diferentes velocidades de fuso e diferentes taxas de avanço enquanto fresavam discos de PMMA devido às suas semelhanças próximas em características de processamento com ABS. A rugosidade da superfície e a duração da fresagem foram obtidas como parâmetros para medir a eficácia dessas tentativas.

  Resultados: Os resultados mostraram que tanto a velocidade do fuso quanto a taxa de avanço poderiam ser aumentadas para diminuir o tempo necessário para fresamento sem comprometer a qualidade da superfície. Isso é particularmente importante para próteses dentárias que envolvem o uso de ABS.

  4. Fornecedor líder de usinagem CNC ABS na China