Fundamentos de um centro de usinagem vertical (VMC)

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 recentes de tecnologia de usinagem (torneamento/torno é a mais antiga). O processo de “fresamento” envolve uma fresa rotativa, ou broca, e uma mesa de trabalho móvel, na qual a peça de trabalho é fixada.

O cortador é fixado e girado em um alojamento chamado "fuso". Através da nitidez da ferramenta e da força da mesa empurrando o material para dentro do cortador, o material cede e é cortado ou raspado conforme desejado. O eixo de força pode ser para cima/para baixo (referido como Eixo Z), esquerda/direita (referido como Eixo X) ou da frente para trás (referido como Eixo Y).

A Fresadora Original

Diagrama de uma fresadora (fonte)



Os VMCs podem ser equipados com vários ajustes. Por exemplo, existem muitos ângulos de abordagem disponíveis, bem como dispositivos de posicionamento rotativos e outros na mesa de trabalho. As versões posteriores do projeto VMC adicionaram dispositivos de alimentação de energia e hidráulica para tornar o sistema mais automatizado e, eventualmente, controles computadorizados foram adicionados para permitir mais automação na operação, repetibilidade, seleção/mudança de ferramentas e controle de contorno. Estes novos CNC’s levaram a “fresadora” a um novo patamar de produtividade e, assim, nasceu o termo VMC (Vertical Machining Center).

Centro de usinagem vertical:por baixo das tampas

O CNC VMC:Noções básicas do processo

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

Os VMCs podem ser utilizados não apenas para cortar, mas também para furar, entalhar, gravar, rosquear, escarear, chanfrar e muitas outras aplicações. Devido à sua versatilidade e custo relativamente baixo, são máquinas extremamente populares encontradas em lojas de todo o mundo. Na verdade, as chances são boas de que haja uma máquina em operação a apenas alguns quilômetros de onde você está lendo isso agora.



Todos os VMCs usam uma semelhança de componentes, que são os seguintes:

1. Eixo giratório — O fuso, que é perpendicular à superfície de trabalho ou mesa, pode conter uma variedade de ferramentas de corte (ou fresas, como às vezes são chamadas). O cartucho do fuso é montado em um compartimento que se move para cima e para baixo - essa direção de movimento é chamada de eixo Z.
2. Tabela — A Mesa é uma plataforma na qual as peças de trabalho são montadas - diretamente ou por meio de uma variedade de acessórios, como placas de alumínio fresadas ou morsas de fixação rígidas. A mesa tem um movimento de esquerda e direita, que chamamos de Eixo X, e de frente para trás, que é chamado de Eixo Y. Esses dois eixos de movimento, acoplados ao eixo Z, permitem contornos praticamente ilimitados nos planos de movimento.

Componentes Comuns Adicionais

3. Mudador de ferramentas — Um trocador de ferramentas aumenta muito a produtividade de um VMC, permitindo a seleção automática e controlada por computador de ferramentas para uma variedade de tarefas, desde corte de desbaste até mandrilamento de furos finos.
4. Sistema de refrigeração — Para manter as peças e fresas refrigeradas e lubrificadas, a maioria dos VMCs emprega algum tipo de sistema de refrigeração recirculante; que geralmente é uma mistura de óleo solúvel e água, mas também pode ser uma variedade de outros líquidos.
5. Transportador de cavacos/rosca— Para evacuar os cavacos da zona de trabalho, uma variedade de transportadores de cavacos e brocas de cavacos podem ser empregados para aumentar a produtividade e reduzir o tempo de inatividade da remoção manual dos cavacos residuais.
6. Capas/Anexos Completos— Eles podem ser adicionados para reduzir o respingo/respingo causado pelas operações de fresamento e proteger os operadores e o meio ambiente do processo de usinagem.
7. Tabelas rotativas — Adicionar eixos adicionais à máquina pode aumentar muito sua produtividade, transformando uma máquina simples de três eixos em um sistema de quatro ou até cinco eixos capaz de usinar componentes complexos com superfícies variadas (como lâminas de turbina).
8. Carregadores de carregamento rápido — Outra grande adição para aumentar significativamente a produtividade é o uso de mesas de transporte ou outros sistemas automáticos de carregamento de peças. Isso pode diminuir o tempo de inatividade e aumentar consideravelmente o tempo “ON” do fuso da maioria dos sistemas VMC.

Os usos comuns de VMCs incluem: Usinagem de peças para fabricação de montagens, fundições, automotivas, fabricação de moldes/matrizes e muitas outras tarefas de corte de metal.

Indústrias comuns que usam estes processos:

• Indústria automotiva,
• Construção naval,
• Oficinas de máquinas,
• Construtores de máquinas e
• Indústria de manufatura.

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