Dominando Centros de Usinagem Verticais: Fundamentos e Insights Essenciais

Introdução à Usinagem Vertical

A usinagem vertical existe em sua forma mais básica há mais de 150 anos. No entanto, ainda é uma das formas mais novas de tecnologia de usinagem (tornos/retíficas é a mais antiga). O processo de "fresamento" envolve uma ferramenta de corte rotativa, ou broca, e uma mesa de trabalho móvel, à qual a peça é fixada.

A ferramenta é fixada e rotacionada em uma carcaça chamada "fuso". Através da nitidez da ferramenta e da força da mesa empurrando o material contra a ferramenta, o material cede e é cortado ou desbastado conforme desejado. O eixo de força pode ser para cima/baixo (referido como eixo Z), esquerda/direita (referido como eixo X), ou frente/trás (referido como eixo Y).

A Fresadora Original

Diagrama de uma fresadora (fonte)

Os CVUs podem ser equipados com múltiplos ajustes. Por exemplo, existem muitos ângulos de aproximação disponíveis, bem como dispositivos rotativos e de posicionamento adicionais sobre a mesa de trabalho. Versões posteriores do design do CVU adicionaram dispositivos de avanço por potência e hidráulicos para tornar o sistema mais automatizado e, eventualmente, controles computadorizados foram adicionados para permitir mais automação na operação, repetibilidade, seleção/troca de ferramentas e controle de contorno. Estes novos CNCs levaram a "fresadora" a um novo nível de produtividade e, assim, o termo CVU (Centro de Usinagem Vertical) nasceu.

Centro de Usinagem Vertical: Por Baixo dos Panos

O CVU CNC: Básicos do Processo

CVUs são utilizados principalmente (embora não exclusivamente) como máquinas de corte de metal que removem aço, alumínio ou outros materiais duros — transformando assim um bloco bruto de material em uma superfície de precisão formada ou "usinada".

CVUs podem ser utilizados não apenas para corte, mas também para furação, entalhe, gravação, rosqueamento, avivamento, chanfro e muitas outras aplicações. Devido à sua versatilidade e custo relativamente baixo, são máquinas extremamente populares encontradas em oficinas em todo o mundo. Na verdade, as chances são boas de que há uma máquina em operação a apenas alguns quilômetros de onde você está lendo isto agora.

Todos os CVUs usam uma comunalidade de componentes, que são os seguintes:

1. Fuso Rotativo — O Fuso, que é perpendicular à superfície de trabalho ou mesa, pode segurar uma variedade de ferramentas de corte (ou fresas como às vezes são chamadas). O cartucho do fuso é montado em uma carcaça que se move para cima e para baixo — esta direção de movimento é chamada de eixo Z.
2. Mesa — A Mesa é uma plataforma na qual montar peças — diretamente ou através de uma variedade de fixadores como placas de alumínio fresadas ou morsas de fixação dura. A mesa tem movimento de esquerda e direita, que chamamos de eixo X, e frente para trás, que é chamado de eixo Y. Estes dois eixos de movimento, acoplados com o eixo Z, permitem contorno virtualmente ilimitado através dos planos de movimento.

Componentes Adicionais Comuns

3. Trocador de Ferramentas — Um trocador de ferramentas aumenta muito a produtividade de um CVU ao permitir a seleção automática, controlada por computador, de ferramentas para uma variedade de tarefas, do desbaste à furação fina.
4. Sistema de Fluido de Corte — Para manter peças e ferramentas frias e lubrificadas, a maioria dos CVUs emprega algum tipo de sistema de fluido de corte recirculante; que geralmente é uma mistura de óleo solúvel e água, mas pode ser uma variedade de outros líquidos também.
5. Transportador de Cavacos/Rosca Sem-Fim — Para evacuar os cavacos da zona de trabalho, uma variedade de transportadores de cavacos e roscas sem-fim pode ser empregada para aumentar a produtividade e reduzir o tempo de inatividade de cavar cavacos manualmente.
6. Coberturas/Encerramentos Completos — Podem ser adicionados para reduzir respingos causados por operações de fresamento e proteger operadores e ambiente do processo de usinagem.
7. Mesas Rotativas — Adicionar eixos adicionais à máquina pode aumentar muito sua produtividade ao transformar uma simples máquina de três eixos em um sistema de quatro ou até cinco eixos capaz de usinar componentes complexos com superfícies variadas (como pás de turbina).
8. Carregadores de Carga Rápida — Outra grande adição para aumentar significativamente a produtividade é o uso de mesas de transferência ou outros sistemas automáticos de carregamento de peças. Estes podem diminuir o tempo de inatividade e aumentar muito o tempo de fuso "LIGADO" da maioria dos sistemas CVU.

Usos Comuns de CVUs Incluem: Usinagem de peças para montagens de fabricação, fundições, automotivo, moldes/ferramentas de estamparia e muitas outras tarefas de corte de metal.

Indústrias Comuns Usando Estes Processos:

• Indústria Automotiva,
• Construção Naval,
• Oficinas de Usinagem,
• Construtores de Máquinas, e
• Indústria de Fabricação.

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