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Os princípios das máquinas-ferramenta CNC: uma análise detalhada.

May 11, 2023

máquinas CNC Estão a receber muito reconhecimento atualmente, surpreendendo e impactando a todos, inclusive você. O homem de outrora jamais imaginaria, nem em seus sonhos mais ousados, que este mundo pudesse chegar a uma era digital onde as máquinas seriam tão dinâmicas a ponto de funcionarem como máquinas CNC.

Vamos analisá-los em detalhes para entender melhor essa invenção versátil e revolucionária, em vez de ficarmos apenas imaginando.

Introdução às máquinas CNC: um guia para iniciantes

Vamos analisá-los em detalhes para entender melhor essa invenção versátil e revolucionária, em vez de ficarmos apenas imaginando.

O que é CNC?

CNC significa "Controle Numérico ComputadorizadoA usinagem tornou-se uma necessidade do homem moderno e tem sido utilizada em quase todas as unidades de produção na era moderna.

Não é apenas a sua confiabilidade que a tornou tão vital para as indústrias de manufatura, mas sim a sua versatilidade que a tornou tão importante.

Não é errado dizer que a usinagem CNC superou séculos de máquinas operadas manualmente em processos de fabricação.

Desenvolvimento histórico

No século XV, foi dado o primeiro passo rumo à fabricação por usinagem CNC. Inicialmente, os computadores do MIT foram preparados e programados para iniciar a produção de fitas perfuradas de acordo com as instruções recebidas.

Em 1952, o MIT desenvolveu a primeira máquina CNC adequada, que foi então colocada em funcionamento.

Como funciona uma máquina CNC e como utilizá-la?

São máquinas complexas controladas e operadas por um sistema de computador, que proporcionam precisão, eficiência e intensidade constantes. Essas máquinas tornaram possíveis operações e processos quase impossíveis em poucos anos após sua invenção e revolução.

A diversidade dessas máquinas é o que leva alguém a entender uma pergunta frequente: o que é uma máquina CNC?

De um modo geral, as máquinas CNC empregam processos em que ferramentas controladas por computador são usadas para projetar e fabricar um produto a partir de metal sólido em tamanhos e formatos específicos.

Você está curioso para entender o processo e obter uma visão detalhada do que acontece do início ao fim? Vamos explorar isso e continue lendo para aprender sobre as normas, os tipos de máquinas CNC e suas funções essenciais, incluindo as ferramentas e os princípios utilizados, e para que servem as máquinas CNC.

Processo de trabalho da máquina CNC

Diferentemente dos processos mecânicos e máquinas manuais, que eram numéricos ou controlados manualmente, a usinagem CNC é um tipo de processo de fabricação que utiliza controles computadorizados para executar suas operações, bem como para o processamento, corte e manipulação, de modo a transformar o material bruto em peças e designs personalizados.

Sem dúvida no Processo de usinagem CNC, o princípio fundamental do processo de usinagem permanece praticamente o mesmo em todo o processo.

No entanto, a usinagem CNC ainda oferece diversas operações que variam em suas capacidades e processamento avançado. Vamos analisar um processo fundamental de usinagem CNC e como o CNC funciona com tanta precisão.

1. O projeto de modelos CAD

O processo começa com a criação de uma peça sólida em 3D ou um vetor de projeto CAD bidimensional. O software permite que o projetista e os operadores criem um modelo que reflita as especificações técnicas particulares, incluindo geometria, design e dimensões para a produção do produto ou mesmo de uma peça específica.

As ferramentas e as capacidades das máquinas de controle numérico computadorizado variam, desde a imposição de restrições aos projetos até os produtos fabricados.

Além disso, os produtos são fabricados com um projeto de ferramentas controlado, usinagem precisa e capacidades de fixação das máquinas que variam principalmente em termos de dimensões, espessura e avaliação das capacidades internas necessárias no produto final fabricado pelo processo de usinagem CNC.

2. Conversão de arquivo CAD

É necessário um programa para executar o projeto formatado, que normalmente inclui um software de fabricação assistida por computador, para que ele possa extrair com precisão a geometria desejada e executá-la no código de programação digital.

Ele irá, em última análise, comandar a máquina e orientar os diferentes processos de ferramental para produzir designs personalizados ou peças dos produtos.

3. Configuração da máquina

O operador deve aprender a operar o operações CNC Eficazmente, desde a preparação da máquina até a execução da operação.

Esta etapa inclui múltiplas possibilidades, incluindo a fixação após o trabalho, seja nos eixos da máquina ou diretamente na máquina, ou mesmo em morsas da máquina, juntamente com a fixação das ferramentas essenciais, principalmente fresas de topo e brocas, para permitir a configuração correta da máquina.

4. Execução de operações de usinagem

As máquinas CNC precisam de instruções que devem ser entregues adequadamente dentro de um prazo Programa CNC.

O programa contém o conjunto necessário de comandos para ditar as ações das ferramentas, juntamente com os movimentos controlados da máquina computadorizada integrada, garantindo seu funcionamento adequado e permitindo a manipulação correta das ferramentas da máquina.

Isso torna a operação dessas máquinas muito conveniente, e os processos de usinagem CNC são realizados internamente.

Esse processo básico permanece uniforme, mas diferentes tipos de máquinas CNC têm evoluído constantemente ao longo do tempo, progredindo para a era digital.

Diferentes tipos de máquinas CNC

O avanço tecnológico trouxe diversidade ao mecanismo de operação, convertendo gerações de computadores analógicos em computadores digitais.

No que diz respeito à indústria de manufatura, tudo isso levou ao surgimento e à evolução dos processos de usinagem CNC.

A maioria das máquinas CNC existentes hoje é totalmente eletrônica. As mais comuns incluem puncionamento, soldagem ultrassônica e corte a laser, sendo as máquinas mais utilizadas aquelas que empregam tecnologia eletrônica. sistemas de processamento CNC.

1. Tornos CNC

Com o auxílio de ferramentas adequadas e guias precisas, as peças são cortadas em uma direção circular específica. A precisão é o foco principal, e com o auxílio de Tecnologia de trabalho CNC, o corte induzido é feito com alta intensidade e maior precisão.

A técnica produz designs muito mais complexos, praticamente impossíveis de serem fabricados com as versões manuais de máquinas de produção disponíveis anteriormente. A linguagem de programação em código G ou um código proprietário exclusivo podem ser usados ​​para controlar os tornos, mas na maioria deles, os eixos X e Y estão presentes.

2. Fresadoras CNC

Os programas, baseados em instruções alfabéticas e numéricas, guiam as peças por diferentes distâncias, o que torna as fresadoras CNC únicas.

A programação utilizada para o guia pode ser uma linguagem específica que pode ser definida para os desenvolvedores ou fabricantes, ou pode ser simplesmente código G.

No que diz respeito às fresadoras primárias, elas consistem principalmente em um sistema de três eixos, ou seja, nos eixos XY e Z. Entretanto, as fresadoras modernas, presentes na era atual, podem acomodar até três eixos adicionais.

3. Cortadores de plasma

Nessas máquinas de corte, utiliza-se um maçarico de plasma para cortar o material. Inicialmente, o processo era restrito a materiais metálicos, mas também foi adaptado para outras superfícies.

A geração de plasma é crucial no processo para produzir o calor e a velocidade necessários para cortar o material. Para isso, utiliza-se uma combinação semelhante de arcos elétricos e gás comprimido.

4. Cortadoras a laser CNC

O núcleo da operação de usinagem térmica sem contato concentra um feixe de laser de alta intensidade no metal da peça de trabalho. Ele derrete e, assim, corta o metal no formato desejado. Utiliza-se uma ferramenta de corte a laser usinada por CNC, composta por uma cabeça de laser com um bocal e uma lente para focalização.

O feixe de laser é emitido quando o gás comprimido flui através do bocal, o que, por sua vez, resfria a lente de focalização resultante da remoção do metal vaporizado.

Essas máquinas são amplamente utilizadas por engenheiros que precisam cortar materiais com precisão para fins específicos.

Em máquinas de corte a laser, a usinagem CNC é vital para controlar o feixe e os movimentos da cabeça do laser, permitindo obter os melhores designs possíveis e personalizados. A tecnologia CNC também torna o uso de máquinas de corte a laser mais fácil, confiável e seguro.

Cortadores a jato de água

Em máquinas CNC, as máquinas de corte a jato de água são especialmente projetadas para cortar materiais duros, como metal ou granito, aplicando água em alta pressão. No entanto, existem casos em que a água é misturada com uma substância abrasiva sólida ou com areia.

As empresas utilizam esse processo principalmente para moldar peças de máquinas industriais. O jato de água também se mostra uma alternativa mais eficaz para materiais sensíveis ao calor e que não toleram os processos de aquecimento intenso empregados em outras máquinas CNC.

Essa é uma característica única que permite que as indústrias de mineração e aeroespacial, entre outros setores, confiem nesses jatos de água e os utilizem com sucesso até mesmo para cortes complexos em alguns materiais, pois há mínimas chances de qualquer alteração nas propriedades intrínsecas do material.

Materiais para usinagem em CNC

Diversos materiais de engenharia podem ser classificados como adequados para processos de usinagem CNC. Esses materiais incluem:

•Madeira

•Compósitos

•Plástico (ex.: náilon, PEEK, etc.)

•Espuma

•Metal (ou seja, liga de aço, alumínio, aço inoxidável, etc.).

A escolha do material mais adequado para fabricação por meio de ferramentas CNC depende da especificação e do processo a ser empregado.

Parâmetros para a seleção de material para usinagem CNC

Diversos materiais podem ser selecionados, considerando se eles suportam o processo de usinagem ou se possuem resistência à tração, resistência térmica e química, dureza e resistência ao cisalhamento suficientes e necessárias.

O material a ser usinado e suas propriedades físicas associadas também são cruciais para determinar as condições ideais, como a velocidade de corte, a profundidade do corte e a taxa de avanço do material de corte.

Esses termos também se referem à definição específica. Quanto à velocidade de corte, ela é medida em pés por minuto na superfície. Já a profundidade de corte é a medida da profundidade que a ferramenta de corte consegue atingir, e a taxa de avanço, medida em polegadas por minuto, é a medida da velocidade com que a peça pode ser alimentada em direção à ferramenta da máquina.

Diversas aplicações da usinagem CNC

A versatilidade dessas máquinas é o que mais surpreende, pois elas variam nas áreas em que podem operar e em suas capacidades.

É por isso que as máquinas CNC estão sendo empregadas em diversos setores, incluindo construção civil, automotivo, aeroespacial e até mesmo na indústria agrícola.

Isso permite que essas unidades fabriquem e organizem diversos produtos, incluindo a fixação de componentes da prensa hidráulica e até mesmo do eixo.

Anteriormente, a fabricação de componentes mais precisos e pesados ​​era um desafio que podia ser superado com sucesso através de usinagem CNC e do aprendizado da operação de uma máquina CNC.

Para que serve uma máquina CNC?

As máquinas CNC possuem especificações confiáveis ​​e exclusivas, e requerem um fluxo de diferentes componentes e ferramentas para o seu funcionamento adequado. A seguir, estão as principais peças de entrada da máquina que são utilizadas de alguma forma dentro do sistema CNC;

• Tupias para madeira

•Perfuradores de torre

• Cortadores de espuma

•Impressoras 3D

•Máquinas de bordar

•Moedores cilíndricos

•Máquinas de dobrar arame

Segurança em máquinas CNC: Melhores práticas para prevenir acidentes

Operar uma máquina corretamente exige cuidado para garantir que ela não cause danos ou prejuízos ao operador ou às pessoas ao redor. A seguir, algumas sugestões para evitar acidentes.

•Verifique as configurações das ferramentas.

•É necessário verificar a correlação entre os dados da ferramenta e o programa antes de utilizá-la.

• Realize testes nas ferramentas antes de instalar a máquina.

•Não se esqueça de verificar o estado da máquina, procurando por rachaduras ou danos.

•Os testes de ferramentas devem ter garantido o uso prévio.

• As ferramentas devem ser utilizadas dentro dos limites estabelecidos pelo projetista ou fabricante.

• Mantenha as peças da máquina livres de poeira e óleo desnecessário.

Conhecimento é a chave para operações de usinagem CNC eficazes.

Não é surpresa que a operação de máquinas CNC e as ferramentas CNC sejam fatores revolucionários tanto para as indústrias quanto para os operadores das máquinas.

Mas para o funcionamento das máquinas CNC e a programação das mesmas, os responsáveis ​​devem ter um conhecimento profundo e uma compreensão completa de como a máquina funciona e como fazê-la executar o trabalho corretamente. Nos processos básicos, diversas operações são empregadas e, com o auxílio dos equipamentos e ferramentas necessários, são planejadas pelos fabricantes e desenvolvedores.

Conclusão

O desenvolvimento da usinagem CNC inaugurou uma nova era, tornando o processo de fabricação mais confiável, rápido, preciso e exato. Além disso, possibilitou a fabricação de produtos dos sonhos, graças ao seu mecanismo ágil, econômico e bem projetado.

Os produtos acabados fabricados por meio dessas máquinas são melhores, mais acabados e mais prontos para uso do que os produzidos por máquinas operadas manualmente ou numericamente. Com o desenvolvimento da usinagem e programação CNC, houve um aumento de novas tecnologias e técnicas na indústria de manufatura, tornando a programação CNC mais versátil e independente.

Ao mesmo tempo, isso está tornando os fabricantes dependentes deles em termos de precisão e qualidade.

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