Unidades de avanço G98/G99 no torno: quando F0.2 e F200 significam a mesma velocidade

Por que os tornos usam avanço por rotação como padrão

Em um torno, a espessura removida por uma aresta de corte a cada rotação é igual ao avanço por rotação. A espessura do cavaco, o acabamento superficial e a carga da pastilha são determinados por esse valor, por isso os catálogos de ferramentas também indicam as condições de torneamento como f (mm/rev). É por isso que os tornos usam por padrão o avanço por rotação G99, e F0.2 significa "0.2 mm por rotação".

A grande vantagem do avanço por rotação aparece quando ele é combinado com o controle de velocidade de corte constante G96. À medida que o diâmetro diminui e a rotação do spindle aumenta, o avanço por minuto também aumenta automaticamente, mantendo a mesma espessura do cavaco do início ao fim.

Conversão entre as duas unidades

Avanço por minuto = avanço por rotação × rotação do spindle. Com S1000 fixa, como no exemplo, F0.2 mm/rev equivale a 0.2 × 1000 = 200 mm/min. Assim, os dois passes de torneamento do exemplo são escritos com unidades e números diferentes, mas se movem à mesma velocidade. Ambos levam cerca de 12.6 segundos para percorrer os 42 mm (Z2 → Z-40).

Trajetória do exemplo

O3006
T0101
G21 G90 G18 G40
G97 S1000 M03
G99
G00 X42. Z2.
G01 X38. F0.2
Z-40.
G00 X42. Z2.
G98
G01 X36. F200
Z-40.
G00 X100. Z100.
M30

Quando o avanço por minuto é necessário

• Movimentos com o spindle parado: o avanço por rotação se torna zero quando o spindle não gira. Para operações que precisam avançar com o spindle parado (por exemplo, extração pelo alimentador de barras ou alguns movimentos de medição), usa-se G98.
• Trabalho com ferramenta acionada (fresamento): em uma máquina multitarefa, quando o eixo C está travado e uma ferramenta acionada fresa, a peça não gira, portanto o avanço por minuto é natural.
• Seções com rotação do spindle muito baixa: quando a rotação do spindle é baixa, como no faceamento de grandes diâmetros, às vezes ele é usado para manter constante a velocidade de deslocamento.

Avanço por rotação e rugosidade superficial

Uma superfície torneada apresenta marcas do raio de ponta da pastilha espaçadas pelo avanço por rotação, como uma hélice. A altura máxima teórica da rugosidade é estimada como Rz ≈ f² ÷ (8 × r) (f: avanço por rotação, r: raio de ponta, em mm). Com uma pastilha de ponta R0.8 a F0.2, o resultado é 0.04 ÷ 6.4 ≈ 0.0063 mm, cerca de 6.3 µm. Reduzir o avanço pela metade, para F0.1, diminui a rugosidade para cerca de 1.6 µm, um quarto.

Devido a essa relação, é natural definir as condições de acabamento em avanço por rotação, e não por minuto: se F (mm/rev) permanecer igual, a rugosidade teórica continuará igual mesmo quando a rotação do spindle mudar. As superfícies reais costumam ser mais rugosas que esse valor devido a vibração, aresta postiça e material, portanto ele deve ser usado apenas como ponto de partida.

Acidentes por confusão nas unidades de avanço

O caso mais perigoso é escrever um valor por rotação, como F0.2, enquanto G98 está ativo. A ferramenta se move a 0.2 mm por minuto, praticamente parada, e a aresta esfrega a superfície da peça, causando encruamento e danos à ferramenta. Por outro lado, escrever F200 em G99 significa 200 mm por rotação, fazendo a ferramenta entrar na peça quase em avanço rápido e quebrar. A maioria dos controles limita F acima do máximo, mas esse limite ainda é um valor perigoso.

Por isso, após um bloco que muda a unidade de avanço, F sempre é comandado novamente de acordo com a nova unidade. Também no exemplo, o movimento logo após G98 contém F200.

Centros de usinagem usam números de código diferentes

Em um centro de usinagem, o avanço por minuto é G94 e o avanço por rotação é G95, enquanto G98/G99 indicam o nível de retorno dos ciclos fixos (ponto inicial/ponto R). O mesmo G98 é uma unidade de avanço no torno, mas um retorno do ciclo de furação no centro de usinagem. Nos sistemas de código G B e C, os tornos também usam G94/G95; portanto, verifique o sistema de código G da máquina.

Perguntas frequentes

Próximos passos

Verificar o percurso no CNC Path Analyzer