Usinagem por máquinas de comando numérico

computadorizado (CNC)

Introdução aos processos de fabricação: as peças e os componentes metálicos podem ser fabricados por dois métodos principais: deposição de material; ou remoção de material (usinagem)

Fabricação pela adição de material: a matéria prima é depositada para formar o produto desejado. Ex: fundição, sinterização, soldagem, etc. Embora pareça mais lógico este método do ponto de vista de fabricação e ecologia, existem várias restrições quanto a forma geométrica e as características mecânicas obtidas.

Fabricação pela adição de material: o termo usinagem é o mais apropriado para este caso de fabricação e representa um dos primeiros e principais processos de fabricação utilizados. Consiste basicamente na fabricação de um produto pela remoção de material excedente de um corpo primitivo.

Pode ser classificado como:

•Usinagem não convencional: a remoção de material pode ainda ser realizada por processos relativamente novos, tais como corte a laser, jato d’água, eletroerosão.

•Usinagem convencional: uma ferramenta de corte realiza a remoção de material. Nesta classificação cabem os processos de torneamento, fresamento, furação, rosqueamento, dentre outros. Estes casos empregam ferramentas de corte com geometrias definidas. Processos como retificação, lapidação e outros semelhantes, também são conhecidos como processos de usinagem convencional, porém utilizam ferramentas de corte com geometrias não-definidas.

Os processos de usinagem utilizando ferramentas com geometrias definidas são os mais empregados atualmente.

Furação: neste processo a matéria-prima fica fixa na mesa da máquina e a ferramenta sofre rotação e o movimento de posicionamento no sentido do furo a ser realizado. Nesta operação apenas um sentido deve ser controlado pela máquina (além da rotação).

Torneamento: este processo ter por objetivo principal produzir peças cilíndricas, também denominadas peças rotacionais, p.e.: eixos. A matéria-prima é fixada em uma parte rotacional da máquina, denominada castanha; a ferramenta de corte, sem rotacionar, se movimenta contra a matéria-prima, que está em rotação. A ação de corte é dada pela velocidade propiciada pela rotação da matéria-prima contra a ferramenta de corte.

A maioria dos tornos CNC utiliza apenas dois eixos de movimentação, X e Z. O eixo Z coincide com a linha de centro do eixo-árvore do torno, correspondendo a um deslocamento longitudinal do carro porta-ferramenta. O eixo X corresponde a um movimento transversal da torre porta-ferramenta, isto é, perpendicular à linha de centro do eixo-árvore.

Neste processo, a máquina deve acionar: a) rotação da placa castanha, b) movimentação da ferramenta longitudinal à matéria-prima, c) movimentação da ferramenta no sentido radial.Portanto, em uma operação de torneamento, o operador (ou a máquina) deve controlar o acionamento de dois eixos para a movimentação da ferramenta de corte, enquanto a matéria prima encontra-se em rotação

Fresamento: é a operação mais complexa quando comparada as anteriores. A matéria-prima é fixada na mesa da máquina e a ferramenta (fresa) rotaciona-se, podendo movimentar-se nas direções longitudinais, radiais e axiais simultaneamente.

Pelo fresamento ser um caso mais complexo de movimentação, muitos casos requerem a utilização de sistemas CAM para a programação da usinagem. A compreensão do fresamento propiciará a compreensão dos demais processos de usinagem, quanto a movimentação da ferramenta.

É importante salientar que todas os processos de usinagem, ou movimentações de uma máquina, utiliza-se o método de coordenadas cartesianas, ou seja, os eixos X, Y e Z.

Os eixos cartesianos seguem a regra da mão direita.

A máquina pode realizar a usinagem em um único eixo linear (X ou Y ou Z), em um plano na composição de dois eixos (XZ ou ZY ou XY), ou ainda pela movimentação no espaço utilizando simultaneamente os três eixos (XYZ).

Fresamento: é a operação mais complexa quando comparada as anteriores. A matéria-prima é fixada na mesa da máquina e a ferramenta (fresa) rotaciona-se, podendo movimentar-se nas direções longitudinais, radiais e axiais simultaneamente.

Pelo fresamento ser um caso mais complexo de movimentação, muitos casos requerem a utilização de sistemas CAM para a programação da usinagem. A compreensão do fresamento propiciará a compreensão dos demais processos de usinagem, quanto a movimentação da ferramenta.

É importante salientar que todas os processos de usinagem, ou movimentações de uma máquina, utiliza-se o método de coordenadas cartesianas, ou seja, os eixos X, Y e Z.

Introdução ao processo de usinagem por fresamento: o fresamento, na maioria das vezes, emprega uma ferramenta de corte denominada fresa e possui haste cilíndrica e arestas de corte.

O fresamento pode ser classificado, de forma simplificada, como tangencial ou frontal, conforme a ação da ferramenta de corte em relação ao material.

Classificação simplificada para o fresamento: a) tangencial; b) frontal com fresa de topo plano; c) frontal com fresa de topo esférico.

Ferramentas de corte para fresamento: as fresas podem ser classificadas principalmente em:•Inteiriças: Nas inteiriças, as regiões da ferramenta que realizam o corte e a haste de fixação da ferramenta representam um único corpo. Existem grandes variações nas geometrias das ferramentas, tais como: número de arestas de corte, ângulo de saída de cavaco, ângulo de hélice de aresta, dentre outras. As fresas podem ser confeccionadas utilizando o tradicional aço-rápido ou metal duro; além da matéria-prima, as ferramentas atuais podem possuir um revestimento superficial para auxiliar a troca térmica no momento do corte.

•Com insertos intercambiáveis: Neste caso, a ferramenta é composta por pastilhas que representam a região do corte. As pastilhas são fixadas a uma haste, em geral de metal duro. Além de diferentes formas geométricas, podem possuir diferentes recobrimentos. A escolha da haste, número, geometria e revestimento devem ser considerados em função do processo de fresamento, desbaste ou acabamento, além das demais características do processo.

Ferramentas intercambiáveis: a) diferentes hastes; b) diferentes geometrias de pastilhas

Diferentes geometrias de ferramentas de corte: inteiriças e intercambiáveis. (Sandvik)