Centro de Usinagem CNC de Alta Velocidade: Configurações e Requisitos-Chave

Em serviços de usinagem CNC, usinagem CNC de alta velocidade é processo muito importante, que usina peças rápida e precisamente, aumentando eficiência.

Há muitas diferenças entre centros de usinagem CNC de alta velocidade e comuns: fusos, magazines, ferramentas, sistemas CNC, principalmente em velocidade do fuso e avanço de corte. Um centro de usinagem CNC de alta velocidade padrão deve atender requisitos padrão.

1. Fuso Especial Suporta Centro de Usinagem CNC de Alta Velocidade

O fuso de alta velocidade do centro de usinagem deve ter: alta precisão, boa rigidez, operação estável, pequena deformação térmica. Tipos populares: correia, engrenagem, acionamento direto, fuso elétrico. Centros de alta velocidade usam fusos de acionamento direto e elétricos; os demais basicamente não atendem requisitos básicos de velocidade. Velocidade do fuso não pode ser inferior a 10.000 rpm. Tal velocidade basicamente só alcançada por fusos de acionamento direto e elétricos.

Velocidade máxima de fuso acoplado diretamente não é tão alta quanto fuso elétrico. Quanto maior velocidade, menor força de corte, então força de corte do fuso acoplado é muito melhor que elétrico.

2. Avanço de Corte de Centro de Usinagem CNC de Alta Velocidade

Em máquinas CNC, aumentar avanço de corte equivale a aumentar eficiência. Isso vale para centros de alta velocidade. Avanço geralmente 20–40 m/min. O uso maduro de motores lineares deu salto qualitativo, melhorando eficiência e precisão em todas direções. Modo de acionamento do motor linear é direto sem contato, poucas peças móveis, sem problemas de distorção. Com essa tecnologia, fabricação de máquinas atingiu nível inalcançável por parafuso de esferas tradicional. Motor linear tem alta aceleração/desaceleração: aceleração atinge 2g, 10–20 vezes dispositivo tradicional; velocidade de avanço 4–5 vezes a tradicional.

3. Sistema CNC de Centro de Usinagem de Alta Velocidade

Sistema CNC de centro de alta velocidade tem requisitos maiores que sistema geral. Deve ter capacidade de processamento de dados mais rápida e características funcionais mais altas. Isso vale para centros de 4 ou 5 eixos. Sistema com processador 32 ou 64 bits é preferido. Estes dois sistemas são muito fortes, incomparáveis a sistemas comuns.

4. Ferramenta de Centro de Usinagem de Alta Velocidade

Não é tipo de ferramenta, mas material da ferramenta. Materiais comuns: diamante policristalino, nitreto de boro cúbico, ferramentas com revestimento duro. Boa ferramenta leva velocidade de corte ao máximo.

Necessário balancear dinamicamente estrutura da ferramenta, especialmente com hastes longas, para evitar força centrífuga quebrar porta-ferramentas ou pastilhas com baixa resistência à flexão e tenacidade, perigo para operador. Escolha do sistema de porta-ferramenta afeta repetibilidade da troca automática e rigidez de corte. Atualmente, sistema geralmente escolhe cone 7:24 com fixação unilateral.

5. Programação CNC para Usinagem de Alta Velocidade

Programação para alta velocidade difere da usinagem comum. Devido a avanço e velocidade rápidos, programador deve prever como ferramenta corta na peça. Além de usar pequeno avanço e baixa profundidade, é muito importante evitar mudanças bruscas na direção de usinagem ao programar códigos NC, pois mudanças bruscas não só reduzem velocidade de corte mas podem causar "rastejo" (crawling), reduzindo qualidade da superfície, causando sobrecorte ou resíduo, dano à ferramenta e até ao fuso. Especialmente em contorno 3D, partes complexas ou cantos devem ser processados separadamente. Processar todas superfícies de uma vez é melhor que métodos "zigzag", linha reta ou outros gerais.

Na usinagem de alta velocidade, recomenda-se que ferramenta entre na peça lentamente e evite cortar novamente após sair. Melhor entrar de uma camada a outra lentamente do que entrar repentinamente após sair. Manter parâmetros de corte estáveis: consistência de espessura de corte, avanço, velocidade linear; ao encontrar aumento de profundidade, reduzir avanço pois mudanças de carga causam deflexão da ferramenta, reduzindo precisão, qualidade superficial e vida da ferramenta.

Muitas vezes, necessário pré-processar partes complexas do contorno para que ferramentas pequenas de acabamento não fiquem para trás das maiores usadas no processo anterior, evitando aumento súbito de carga. Alguns softwares CAM têm função "análise de resíduo de usinagem", permitindo saber localização do resíduo após cada corte. Chave para manter carga da ferramenta constante, crucial para sucesso da alta velocidade.

Resumindo: quanto mais simples o caminho da ferramenta, melhor. Assim processo atinge avanço máximo sem desacelerar por clusters densos de pontos e mudanças bruscas. No caminho "zigzag", usar "arco" para conectar segmentos retos adjacentes reduz frequência de chamadas e conversões de programas de aceleração/desaceleração.

Na alta velocidade, função de retenção automática de sobrecorte (resíduo) do CAM é indispensável para precisão e segurança. Sobrecorte danifica peça irreparavelmente; dano à ferramenta catastrófico. Exige modelo digital preciso e contínuo da superfície geométrica usinada e algoritmo eficiente de geração de caminho para garantir integridade do contorno. Capacidade de verificação do caminho pelo CAM também importante: permite programador verificar correção antes de enviar código à oficina; otimiza caminho ajustando avanço para manter máximo avanço seguro.