Centro de Usinagem Vertical CNC
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O que são centros de usinagem de coluna dupla

Sep 25, 2023

 

No mundo da fabricação e usinagem, a precisão e a eficiência são fundamentais. A busca pela perfeição na criação de peças complexas e intrincadas levou ao desenvolvimento de tecnologias avançadas de usinagem.

Uma dessas inovações é o Centro de usinagem de coluna dupla. Neste artigo, mergulharemos no mundo dessas máquinas poderosas, explorando suas características, aplicações, vantagens e como elas contribuem para os processos de fabricação modernos.

 

O que é um centro de usinagem de coluna dupla?

 

 

Um centro de usinagem de coluna dupla, também conhecido como centro de usinagem de pórtico, é uma máquina-ferramenta avançada amplamente utilizada em vários setores, incluindo aeronáutica, aeroespacial, automotiva e náutica.

Esses centros de usinagem são valorizados por sua excepcional estabilidade e precisão, tornando-os inestimáveis para a produção de componentes e peças complexas usadas nessas indústrias.

Essas máquinas desempenham um papel fundamental na fabricação de diversas máquinas utilizadas em diferentes oficinas, como tornos e fresadoras, não se limitando apenas a automóveis, barcos e aviões.

Em termos mais específicos, um centro de usinagem de coluna dupla pode realizar tarefas como usinagem de painéis de madeira maciça e laminada e vigas laminadas. Algumas operações que podem ser realizadas usando essas máquinas-ferramentas de grande escala incluem corte de peças grandes, fresagem de aberturas (comumente usadas para fabricar portas e janelas) e uma ampla gama de operações de perfuração e fresagem essenciais para encanamento e trabalhos elétricos específicos.

Em essência, um centro de usinagem de coluna dupla é uma máquina-ferramenta versátil e de alta precisão projetada para atender às demandas das indústrias pesadas, onde estruturas complexas e peças grandes são a norma. Sua capacidade de fornecer estabilidade e resultados precisos torna-o um ativo vital na produção de componentes utilizados em aplicações críticas em diversos setores.

 

Estrutura e Componentes

 

 

Um centro de usinagem de coluna dupla é construído para alcançar estabilidade excepcional e minimizar tensões e deformações que poderiam impactar negativamente o processo de usinagem. É importante destacar que estas máquinas caracterizam-se pelas suas dimensões substanciais, ocupando um espaço considerável dentro da oficina.

O centro de usinagem pórtico se diferencia dos centros de usinagem convencionais por orientar o eixo da máquina perpendicularmente à mesa de trabalho. Na maioria das máquinas, a cabeça de fresagem é montada e se move ao longo de uma estrutura de portal suportada por duas colunas verticais. O movimento da cabeça de fresagem ocorre principalmente ao longo do eixo Y, com a capacidade adicional de se mover verticalmente ao longo do eixo Z.

 

O pórtico de mesa do centro de usinagem segue um caminho ao longo do eixo X, o que facilita muito o carregamento e a usinagem de peças grandes e pesadas. Outra opção de configuração para este tipo de máquina envolve a movimentação das duas colunas verticais nas quais o cabeçote de fresagem está montado ao longo da base ou mesa fixa.

Dependendo do modelo específico da máquina, esta configuração pode permitir movimentos de maior velocidade em todos os três eixos (X, Y, Z), aumentando a capacidade da máquina para lidar com cargas de trabalho mais pesadas.

 

Os centros de usinagem de coluna dupla são conhecidos por suas capacidades multieixos e eixos de posicionamento adicionais no cabeçote de fresagem e na mesa. Este recurso simplifica a usinagem de peças de vários ângulos em uma única operação.

Além disso, essas máquinas possuem trocadores automáticos de ferramentas no cabeçote de fresagem, permitindo transições perfeitas entre diferentes ferramentas de usinagem.

É importante ressaltar que este tipo de centro de usinagem é denominado “pórtico duplo” devido aos seus dois pilares ou vigas de sustentação. Esta versátil máquina-ferramenta também pode ser configurada em modo de viga fixa ou móvel para atender a requisitos de usinagem específicos.

 

Como funcionam os centros de usinagem de coluna dupla

 

 

Os centros de usinagem de coluna dupla são máquinas versáteis e altamente automatizadas usadas para usinar com precisão peças grandes e complexas. Eles funcionam por:

 

Fixação da peça: A peça de trabalho é fixada com segurança na mesa de trabalho, muitas vezes equipada com recursos como mesas rotativas ou sistemas de paletes para usinagem multifacetada.

Seleção de ferramentas: A ferramenta de corte apropriada é selecionada com base nas operações de usinagem necessárias, como fresamento, furação ou rosqueamento.

Programação CNC: Os operadores inserem instruções de usinagem no sistema CNC (Controle Numérico Computadorizado), especificando caminhos da ferramenta, velocidades de corte e outros parâmetros.

Movimento da ferramenta: O sistema CNC controla o movimento da ferramenta de corte, que fica alojada na travessa ou viga. A ferramenta se move ao longo dos eixos X, Y e Z conforme necessário para realizar operações de usinagem precisas na peça de trabalho.

Remoção de materiais: À medida que a ferramenta se move, ela remove material da peça, moldando-a de acordo com o projeto programado.

Gerenciamento de refrigerante e cavacos: Fluido de corte ou refrigerante é frequentemente aplicado à área de corte para dissipar o calor e remover cavacos e detritos gerados durante a usinagem.

Controle de qualidade: Sensores e dispositivos de medição podem ser usados paramonitorar o processo de usinagem, garantindo que o produto final atenda às especificações desejadas.

 

Tipos de centros de usinagem de coluna dupla

Existem vários tipos de centros de usinagem de coluna dupla, incluindo:

Ponte Fixa: O trilho transversal é fixado no lugar e a mesa de trabalho se move ao longo do eixo X.

Ponte Móvel: Tanto o trilho transversal quanto a mesa de trabalho podem ser movidos, oferecendo flexibilidade no posicionamento de peças de trabalho pesadas e grandes.

Estilo pórtico: Semelhante à ponte móvel, mas com uma estrutura de ponte estendida para estabilidade e suporte adicionais.

 

Aplicações de Centros de Usinagem de Coluna Dupla

 

 

Os centros de usinagem de coluna dupla encontram diversas aplicações em vários setores devido à sua construção robusta e capacidades multieixos. Aqui estão algumas aplicações comuns de centros de usinagem de coluna dupla:

 

Indústria aeroespacial: Esses centros de usinagem são usados para usinar grandes componentes de aeronaves, como longarinas de asas, seções de fuselagem e peças de motor. A capacidade de lidar com peças pesadas e superdimensionadas os torna ideais para fabricação aeroespacial.

Indústria automobilística: Os centros de usinagem de coluna dupla produzem peças automotivas, como blocos de motores, carcaças de transmissão e componentes de chassis. A sua precisão e versatilidade são cruciais para cumprir os rigorosos padrões de qualidade do setor automóvel.

Fabricação de matrizes e moldes: Os fabricantes de ferramentas e matrizes utilizam essas máquinas para produzir moldes, matrizes e ferramentas para diversas indústrias, incluindo plásticos, borracha e metalurgia. Os recursos multieixos permitem usinagem complexa e precisa de moldes e matrizes.

Setor de Energia: Na indústria de energia, esses centros de usinagem produzem componentes para turbinas eólicas, turbinas hidrelétricas e equipamentos para usinas nucleares. Eles podem lidar com componentes grandes e pesados, essenciais para a geração de energia.

Construção naval: Centros de usinagem de coluna dupla em estaleiros fabricam componentes como hélices, suportes de motor e anteparas. Sua capacidade de trabalhar em peças superdimensionadas é essencial na construção naval.

Engenharia Geral: Essas máquinas são usadas em aplicações de engenharia geral para a produção de vários componentes, incluindo peças de máquinas pesadas, componentes estruturais e ferramentas especiais. A sua versatilidade e precisão tornam-nos valiosos neste setor.

 

Prós e contras do uso de centros de usinagem de coluna dupla

A utilização de centros de usinagem de coluna dupla oferece diversas vantagens e desvantagens, dependendo dos requisitos específicos de uma operação de usinagem. Aqui estão os prós e os contras do uso de centros de usinagem de coluna dupla:

 

Prós:

Alta precisão: Eles oferecem excelente estabilidade e precisão, cruciais para usinagens complexas e em grande escala.

Versatilidade: Capaz de realizar diversas operações de usinagem em diversos materiais.

Eficiência: Sua estabilidade permite usinagem em alta velocidade, reduzindo o tempo de produção.

Envelope de trabalho grande: Ideal para manusear peças grandes e pesadas.

 

Contras:

Tamanho: Estas máquinas requerem um espaço significativo, limitando a sua adequação para oficinas mais pequenas.

Custo: Alto investimento inicial e custos operacionais.

Complexidade: Requer operadores qualificados e pessoal de manutenção.

 

Fatores a serem considerados ao escolher um centro de usinagem de coluna dupla

 

Escolher o centro de usinagem de coluna dupla correto é crucial para qualquer operação de fabricação. Vários fatores devem ser considerados para garantir que a máquina selecionada atenda às suas necessidades e exigências. Aqui estão seis fatores importantes a serem considerados:

Tamanho e peso da peça

Determine as dimensões e o peso máximos das peças que você irá usinar. Certifique-se de que o centro de usinagem escolhido possa atender confortavelmente a esses requisitos. Considere não apenas o tamanho da matéria-prima, mas também o tamanho da peça acabada, pois algumas operações podem envolver múltiplas configurações.

 

Exatidão e precisão

Avalie as especificações de exatidão e precisão da máquina, incluindo sua precisão de posicionamento e repetibilidade. Certifique-se de que essas especificações estejam alinhadas com as tolerâncias rígidas exigidas para suas aplicações. Preste atenção a fatores como a estabilidade térmica e a capacidade da máquina de manter a precisão durante longos ciclos de usinagem.

 

Ferramentas e acessórios

Avalie a compatibilidade da máquina com as ferramentas e acessórios existentes ou a disponibilidade de ferramentas compatíveis no mercado. Considere o número de porta-ferramentas e os tipos de ferramentas que o trocador de ferramentas da máquina pode acomodar.

 

Sistema de controle CNC

A qualidade e a capacidade do sistema de controle CNC são críticas. Certifique-se de que ele suporta a linguagem de programação com a qual você se sente confortável e oferece software fácil de usar para programação e monitoramento. Procure recursos avançados como simulação de percurso, detecção de colisão e recursos de usinagem adaptativa.

 

Manutenção e Suporte

Investigue a disponibilidade de serviço e suporte para a máquina. Isto inclui a disponibilidade de peças sobressalentes e a capacidade de resposta do fabricante ou distribuidor às necessidades de manutenção e reparação. Considere a facilidade detarefas de manutenção, como lubrificação e calibração.

 

Custo e Orçamento

Crie um orçamento abrangente, incluindo os custos iniciais de compra e instalação, treinamento, ferramentas e custos operacionais contínuos. Compare o custo de propriedade com o retorno esperado do investimento, considerando fatores como aumento de produtividade e redução de sucata.

 

Espaço Operacional

Certifique-se de que sua instalação tenha espaço suficiente para acomodar o centro de usinagem de coluna dupla. Considere fatores como folga da máquina, acesso do operador e requisitos de manuseio de materiais. Esteja ciente de que alguns projetos de máquinas podem exigir mais espaço para acesso e manutenção.

 

Manutenção e Cuidados

A manutenção regular é essencial para maximizar a vida útil e a eficiência do seu Centro de Usinagem de Coluna Dupla. Isso inclui:

Lubrificação de peças móveis

Limpeza e inspeção do magazine de ferramentas

Calibrando a máquina para precisão

 

Conclusão

Os centros de usinagem de coluna dupla são ferramentas essenciais para indústrias que exigem usinagem de precisão de componentes grandes e complexos. Suas vantagens em termos de estabilidade, versatilidade e eficiência os tornam indispensáveis, apesar de seu tamanho e custo, mas a consideração cuidadosa dos fatores e a manutenção diligente são essenciais para sua operação bem-sucedida.

 

 

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