Tipos de máquinas CNC explicados:selecionando a ferramenta certa para usinagem de precisão

Nós deliramos há anos sobre as capacidades das máquinas CNC (controle numérico computadorizado). E com razão!

As peças usinadas CNC atendem repetidamente às especificações exatas e alcançam tolerâncias extremamente rígidas em grandes quantidades. A transformação de materiais em peças acabadas e utilizáveis ​​é valorizada em vários setores em todo o mundo. Exatamente como isso acontece pode parecer um mistério, por isso este artigo é dedicado a compartilhar 4 tipos de máquinas CNC :como funcionam, quais materiais manuseiam, exemplos de cada um e muito mais.

Embora esta lista não seja completa, estamos compartilhando os cavalos de batalha na indústria de usinagem CNC; as máquinas que você provavelmente encontrará em lojas CNC de renome.

Dois aspectos principais da usinagem CNC

Para preparar o terreno para a discussão sobre máquinas CNC, vamos abordar dois aspectos básicos da usinagem CNC:técnicas e amplitude de movimento . Conhecê-los é fundamental para compreender os tipos de máquinas.

Técnicas realizado por máquinas CNC:

• Fresagem — uma ferramenta de corte gira e entra em contato com uma peça estacionária
• Torneamento — uma peça gira e entra em contato com uma ferramenta de corte
• Perfuração — uma ferramenta de corte rotativa faz um furo em uma peça de trabalho
• Chato — uma ferramenta de corte remove material dentro da cavidade interna de uma peça
• Serrar — uma lâmina de serra corta uma fenda estreita em uma peça de trabalho

Amplitude de movimento determina o que uma ferramenta pode fazer em uma fresadora CNC, que inclui opções de 2, 3, 4 e 5 eixos completos. Pegamos esta ilustração e a seguinte explicação em nosso blog intitulado O que é uma fresadora CNC?

• Máquina de 2 eixos — O movimento ocorre apenas nos eixos xey
• Máquina de 3 eixos — Movimento nos eixos x, y e z
• Máquina de 4 eixos — Movimento nos eixos x, y e z com um eixo b extra para permitir que a mesa gire permitindo o acesso em torno de uma peça de trabalho; geralmente limitado a máquinas horizontais (algumas oficinas avançadas usam máquinas verticais de 4 eixos)

Ok, acabei de mencionar máquinas horizontais e verticais. Estas são as duas configurações primárias de fuso em uma fresadora CNC, então vamos começar com esses tipos de máquinas.

1. Centro de Máquina Horizontal CNC

Uma máquina CNC horizontal possui um eixo z do fuso orientado horizontalmente, geralmente paralelo ao comprimento da máquina. O fuso navega no eixo y vertical e no eixo x horizontal . As peças de trabalho são fixadas em paletes e acessórios que se movem ao longo do eixo z, com o eixo b proporcionando rotação.

A orientação horizontal oferece vários benefícios, incluindo a capacidade de usinar nos quatro lados , execute múltiplas operações sem alterar os fixtures e fresar peças complexas. O design é particularmente bom para trabalhos de produção ininterruptos porque os cavacos caem da peça de trabalho (menos folga manual, melhor produtividade).

Estas máquinas podem lidar com uma ampla gama de materiais :alumínio, aço, titânio e vários compósitos, tornando-os ferramentas versáteis em muitas indústrias :automotivo, aeroespacial, dispositivos médicos e energia.

Exemplos de centros de máquinas horizontais CNC

O Toyoda FH500J (não é mais oferecido, a versão mais recente pode ser encontrada aqui:O FJ5000S) é compacto, de alta velocidade, eficiente e preciso. Ele possui um fuso de 15.000 RPM, taxa de avanço rápida de 2.362 ipm e uma mesa de eixo B de acionamento direto, permitindo que o eixo B seja programável para 360.000 posições distintas em uma rotação completa de 360 ​​graus. A altura máxima da peça é superior a 39 polegadas com uma carga máxima de 1.540 libras.

O Doosan NHP 5500 é feito para alta produtividade, precisão e eficiência. Possui um fuso de 10.000 RPM, taxa de avanço rápido de 2.362 ipm e acomoda uma altura máxima da peça de trabalho de 43,3 polegadas e uma carga máxima de 1.763 libras.

2. Centro de Máquina Vertical CNC

Em máquinas CNC verticais, o eixo do fuso (eixo z) é alinhado verticalmente. Essas máquinas apresentam um design de coluna C onde o fuso se move verticalmente , enquanto a mesa que transporta a peça se desloca nos eixos x e y, horizontalmente.

Perfeitas para processar projetos rápidos e de alto volume, essas máquinas são capazes de realizar uma variedade de operações de usinagem com alta precisão e eficiência . As máquinas CNC verticais são valorizadas por sua versatilidade, automação e capacidade de atender a tolerâncias rígidas.

A maioria dos centros de usinagem vertical não possui trocadores de paletes , então o carregamento e o corte das peças são feitos na mesma área; a máquina não pode funcionar quando o operador a está carregando/descarregando.

Adicionando um indexador a um torno CNC introduz um eixo de rotação A (normalmente uma máquina CNC vertical fornece apenas movimentos X, Y, Z). Isso efetivamente transforma a máquina em um sistema CNC de 4 eixos , permitindo que o torno gire a peça em vários ângulos durante a usinagem.

Estas máquinas podem processar uma ampla gama de materiais :metais (alumínio, aço, titânio), plásticos, compósitos e certas madeiras, e são parte integrante de diversas indústrias :automotivo, aeroespacial, médico, eletrônico, bem como manufatura em geral.

Exemplo de centro de máquina vertical CNC

O Doosan DNM 750L II é versátil, eficiente e altamente preciso, com um fuso de 12.000 RPM, taxa de deslocamento rápido de 945 ipm e trocador automático de ferramentas. Ele acomoda uma carga máxima de 3.306 libras. e apresenta gerenciamento avançado de refrigeração e cavacos, opções personalizáveis ​​de ferramentas e automação e recursos de monitoramento remoto.

3. Torno CNC (Centro de Torneamento CNC)

Projetado para precisão e repetibilidade , Os tornos CNC usam uma ferramenta de corte para remover material de uma peça rotativa. Os tornos CNC podem ser configurados para incluir “ferramentas ativas” adicionais para tarefas específicas de fresamento – corte, faceamento, rosqueamento, perfuração – além de torneamento. O mandril e as mandíbulas da máquina segure a peça com simetria radial. Uma torre  contém ferramentas para usinar superfícies externas e internas por torneamento, mandrilamento ou furação. 

Tornos podem processar uma ampla variedade de materiais :metais (alumínio, aço, titânio), plásticos e compósitos, e são parte integrante de diversas indústrias :automotivo, aeroespacial, médico, eletrônico, energia e defesa.

Exemplo de torno CNC

Os Muratec MW200 e MW400 tornos são tornos de fuso duplo alimentados por pórtico. O pórtico recolhe a peça; um fuso segura a peça por dentro e corta por fora, enquanto o outro fuso segura a parte externa e corta por dentro. Além disso, o pórtico faz toda a carga e descarga.

4. Modelador de engrenagens CNC

Um modelador de engrenagem CNC é usado para cortar os dentes de uma variedade de tipos de engrenagens, incluindo engrenagens de dentes retos, helicoidais e internas. Conhecido pela alta precisão, automação e flexibilidade, o sistema CNC permite que a máquina execute movimentos e ajustes complexos automaticamente, o que pode levar à redução dos tempos de ciclo e ao aumento da eficiência, especialmente para pequenas tiragens de produção.

Material da engrenagem é escolhido por sua durabilidade, resistência ao desgaste e capacidade de manter a nitidez ao longo do tempo. Indústrias típicas O uso de modeladores de engrenagens inclui máquinas automotivas, aeroespaciais, pesadas e outras que dependem de componentes de engrenagens de precisão para o desempenho e a confiabilidade dos produtos.

Exemplo de modelador de engrenagens CNC

O Gleason GP300ES é uma máquina CNC para modelar engrenagens sem guia com capacidade de 300 mm de diâmetro, posicionamento de ajuste vertical e design de coluna móvel para moldar vários tipos de engrenagens.

Há também uma variedade de outros tipos de máquinas usado em usinagem CNC, incluindo arruelas programadas por CNC, brocas CNC, cortadores de plasma e laser e EDMs (​​máquinas de descarga elétrica, que usam faíscas elétricas para corroer o material de uma peça de trabalho).

É claro que a maioria das oficinas CNC de ponta usa algum tipo de robótica e automação para ajudar no processo de usinagem CNC. Os robôs realizam trabalhos pesados, auxiliam os operadores e aumentam a produtividade.

E quanto acombinar operações para aumentar a eficiência? Muitas máquinas CNC permitem a combinação de múltiplas operações. Por exemplo, um torno remove parte do material de uma peça e, em seguida, a peça é fresada (furos, por exemplo). Um operador controla ambas as tarefas dentro de um centro de trabalho para criar uma peça completa.

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Sobre o autor

Taylor atua como Gerente de Desenvolvimento de Funcionários na SMC, onde supervisiona iniciativas de treinamento e segurança. Com uma abordagem prática e prática, ele adapta os programas de treinamento aos indivíduos, garantindo que todos os novos contratados sejam devidamente treinados para suas funções. Taylor também lidera a equipe de segurança da empresa, defendendo uma cultura de segurança em toda a organização.