Por Que Usinagem 3+2 em Máquinas de 5 Eixos Aumenta Precisão e Eficiência

De setups mais fáceis e rápidos a tolerâncias mais apertadas e melhores opções de controle, realizar usinagem 3+2 em um sistema de 5 eixos pode ajudar a garantir algumas das fabricações de peças mais precisas e eficientes na manufatura de hoje.

Há muitas razões para usar usinagem 3+2 em uma máquina de 5 eixos. Talvez o grande contrato para implantes médicos que sua oficina usava para justificar a compra de um centro de usinagem de 5 eixos terminou e você está procurando novo trabalho. Talvez você esteja tendo dificuldade em atender requisitos de posição verdadeira entre duas características de peça que estão sendo usinadas em operações separadas. Ou talvez você esteja cansado de todas as peças esperando para serem completadas em seus centros de usinagem de 3 eixos. Seja qual for a situação, usar sua máquina de 5 eixos para fazer trabalho 3+2 poderia ser a melhor decisão que você já tomou. Aqui está o porquê.

Somando as Vantagens da Usinagem 3+2

Precisa de convencimento? Vamos revisar o setup, tolerância, remoção de metal e flexibilidade que podem ser alcançados com usinagem 3+2 em uma máquina de 5 eixos.

Assumindo que suas peças são ortogonais e precisam de usinagem em todos os seis lados, o que é comum para a maioria das peças fresadas, uma máquina de 5 eixos elimina dois terços dos setups e manuseio de peças. Menos operações significam menos dispositivos, WIP reduzido e menos chance de uma peça acabar na sucata no caminho. Também significa menos superprodução na antecipação de peças perdidas durante o processo de manufatura. Em vez de cinco ou seis peças extras, apenas uma agora será suficiente.

Tolerâncias geométricas entre características em lados diferentes da peça são mais fáceis de manter quando completadas na mesma operação. A capacidade de inclinar peças em qualquer ângulo que você desejar frequentemente significa que ferramentas podem ser feitas mais curtas e portanto mais rígidas, melhorando vida da ferramenta e qualidade da peça enquanto aumenta capacidades de remoção de metal. Porque é fácil rotacionar para múltiplos lados da peça em uma única operação, há maior flexibilidade no sequenciamento dos passos de usinagem. Desbaste de características intersectantes é muito mais simples também.

Um modo de "posicionamento 3+2" em um centro de usinagem de 5 eixos não é limitado a apenas movimentos de 90 graus. Os furos angulares nos manifolds hidráulicos em que você tem trabalhado agora podem ser completados sem setup ou dispositivo adicional. O mesmo vale para o boss roscado no corpo de válvula F-16 que fica em um ângulo incômodo de 27 graus, ou os lados cônicos e undercut do molde que você acabou de cotar. Estas características são facilmente produzidas em um centro de usinagem de 5 eixos, mesmo se você nunca o use para trabalho "verdadeiro" de 5 eixos.

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Usinagem 3+2: Preparada para Precisão

Apesar das vantagens claras, no entanto, algumas oficinas permanecem relutantes em buscar uma estratégia de usinagem 3+2 em uma máquina-ferramenta de 5 eixos simultânea. Pode ser considerado exagero, por exemplo, usar uma das máquinas mais capazes e tecnologicamente avançadas da oficina desta maneira, especialmente comparado a instalar uma mesa rotativa basculante (trunnion) em um centro de usinagem vertical de 3 eixos.

No entanto, centros de usinagem de 5 eixos oferecem recursos de controle não encontrados em seus primos de 3 eixos, trunnion ou não. Precisão volumétrica é assegurada com capacidades de "auto tuning", que automaticamente compensam e ajustam imprecisões cinemáticas. Controle de ponto central da ferramenta e entrada de vetor de ferramenta simplificam programação, e offsets de trabalho dinâmicos simplificam setups. Com seus controles avançados, máquinas de cinco eixos são, simplesmente, melhores em usinagem multi-lados, seja usado em modo simultâneo ou não.

Legal, mas e agora? E sobre o dispositivo de fixação e porta-ferramentas? Uma oficina deve fazer ainda mais investimento em ferramentas uma vez que a decisão foi feita para ir 3+2? A boa notícia é que — desde que o cone do fuso seja o mesmo — todos os porta-ferramentas atualmente no seu VMC de 3 eixos podem ser usados em uma máquina de 5 eixos. O mesmo vale para morsas, dispositivos e mandris, embora alguns cuidados existam.

Hora da Ferramenta: O Que Você Precisa para Usinagem 3+2

Vamos começar com os porta-ferramentas. Qualquer um comprando uma nova máquina-ferramenta, seja o que for, deve aproveitar a oportunidade para maximizar seu potencial com ferramentas de alta qualidade. Se um fuso HSK ou interface de contato duplo similar estiver disponível, então por todos os meios pegue. A maior velocidade e precisão de uma interface moderna mais que compensa o custo adicional de ferramentas.

Vá mais fundo. Confira "Lições em Usinagem de Alto Desempenho: Não Esqueça os Porta-Ferramentas."

Também, este pode ser o momento perfeito para abandonar os mandris de porca lateral e pinça que você tem usado para porta-ferramentas de encolhimento (shrink-fit) ou hidráulicos, assim mantendo o passo com as capacidades da sua máquina.

No lado da fixação de peça, a vida ficou muito mais fácil. Uma ampla variedade de morsas de 5 eixos estão disponíveis, a maioria das quais agarra o fundo 1/8 de polegada ou mais da peça e eleva a peça alto o suficiente para fornecer acesso total a todos os lados. Quando a peça está pronta, apenas corte o material sacrificial e usine o que restar no fundo da peça.

Enquanto estiver nisso, por que não equipar suas novas morsas de 5 eixos com sistema de posicionamento e fixação rápida de ponto zero ou comparável? Diferente de um VMC de 3 eixos, onde a mesa inteira pode ser preenchida com peças, usinar com 3+2 geralmente significa uma peça de cada vez. Um sistema de ponto zero torna fácil colocar peças dentro e fora da máquina rapidamente, e reduz tempos de setup também.

Como você usa usinagem 3+2 para vantagem da sua oficina? Você usa em máquina de 5 eixos? Compartilhe seus truques e dicas.