Usinagem CNC: Precisão, Automação e Manufatura Moderna

O controle numérico computadorizado (CNC) usinagem tornou-se cada vez mais comum na fabricação. A tecnologia CNC fornece um meio automatizado universal para produzir peças de alta qualidade. A alta precisão e repetibilidade fornecidas pelo processo de usinagem CNC tornam-no uma ferramenta ideal para a maioria dos fabricantes. Como estão se tornando cada vez mais populares, hoje em dia, é fácil encontrar várias oficinas de processamento que se especializam em diferentes serviços de usinagem CNC.
Este artigo foca em alguns conhecimentos básicos sobre serviços de usinagem CNC, vantagens e aplicações.

O Que É Usinagem CNC?

A usinagem CNC é um termo comumente usado na fabricação e aplicações industriais, mas o que exatamente a sigla CNC significa?

O termo CNC significa "controle numérico computadorizado", e a usinagem CNC é definida como um processo de fabricação subtrativo, geralmente usando controle computadorizado e máquinas-ferramenta para remover a camada de material da peça e produzir peças projetadas sob medida. Diferentes modos de processamento, inserts e eixos podem ser usados em torneamento, fresamento e outros processos para obter os melhores resultados. Este processo é adequado para vários materiais, incluindo metal, plástico, madeira, vidro, espuma e materiais compostos, e é usado em várias indústrias, como usinagem CNC de grande escala e usinagem CNC de peças aeroespaciais.

A natureza automatizada da usinagem CNC permite a produção de alta precisão e exatidão, peças simples e custo-efetividade ao atender produções únicas e de médio volume. A usinagem CNC usa controle computadorizado para lidar com todo o processo de usinagem do início ao fim, e finalmente produzir peças de precisão consistentes. A usinagem CNC é particularmente vantajosa devido às suas capacidades de automação. A automação permite que a máquina funcione por conta própria, reduzindo assim o trabalho manual e produzindo peças precisas.

Visão Geral Do Processo De Usinagem CNC

Todas as operações de usinagem CNC começam a partir do modelo CAD da peça. O programa CAM lê o arquivo gerado e o converte em uma série de instruções de codificação que o equipamento de processamento pode seguir. O principal benefício de usar estes processos é que uma vez que o documento é aprovado, há quase nenhuma intervenção humana (se houver). Em vez disso, controles computadorizados monitoram e guiam o movimento da máquina, minimizando assim erros potenciais e obtendo resultados extremamente consistentes.

Diferentes equipamentos de usinagem CNC podem lidar com diferentes ferramentas, funções e operações. O processo de usinagem CNC geralmente inclui as seguintes etapas:

1. Projetar modelo CAD

O processo de usinagem CNC começa internamente ou é criado por uma empresa de serviços de design CAD/CAM para criar um design CAD de peça 2D vetorial ou 3D sólido. Software de design assistido por computador (CAD) permite que designers e fabricantes gerem modelos ou renderizações de suas peças e produtos, incluindo informações detalhadas como geometria, dimensões e outras especificações técnicas das peças.

Após terminar o design CAD, o designer o exporta para um formato de arquivo compatível com CNC, como STEP ou IGES.

2. Converter arquivos CAD em programas CNC

Após o design ser concluído, converta a especificação de design em uma direção que a máquina CNC possa seguir. Arquivos CAD são executados através de software de fabricação assistida por computador (CAM). Estes programas criarão códigos de programação, que a máquina CNC usará para orientar a ferramenta durante a usinagem. O software também extrai informações sobre a geometria da peça, que o operador pode usar para garantir que a peça inicial tenha o tamanho e orientação corretos.

Estes conjuntos de instruções compatíveis com CNC são geralmente um dos dois tipos de arquivo: STEP ou IGES. Eles incluem código G e código M. Os códigos geométricos ou de propósito geral mais famosos na linguagem de programação CNC (chamados códigos G) controlam quando, onde e como a máquina-ferramenta se move (por exemplo, quando é ligada ou desligada, e quão rápido ela se move para a localização específica na peça, que caminho tomar, etc.). Códigos de função diversos (chamados códigos M) controlam funções auxiliares da máquina, como remoção e substituição automática de capas da máquina no início e fim da produção.

Após gerar o programa CNC, o operador o carrega na máquina-ferramenta CNC.

3. Preparar máquinas-ferramenta CNC

Comparado com fabricação automatizada, operações manuais desempenham um papel muito menor na fabricação automatizada, mas ainda lidam com operações importantes que a maquinaria não pode gerenciar.

Incluindo carregar o arquivo de programa CNC na máquina-ferramenta, fixar a peça diretamente na máquina, no fuso mecânico, ou no torno ou dispositivo similar de fixação de peça, e conectar as ferramentas necessárias (como brocas e fresas de topo) aos componentes apropriados da máquina para verificar a área de trabalho, máquina e peça.

4. Realizar operações de processamento

Após preparar o equipamento e iniciar o programa, ele envia os comandos da máquina indicando a ação e movimento da ferramenta para o computador integrado da máquina. O computador opera e manipula a máquina-ferramenta, e o equipamento de usinagem CNC executará as etapas e realizará operações de processamento na peça. O programa guia a máquina através de todo o processo enquanto realiza as operações de máquina necessárias para produzir peças ou produtos projetados sob medida sem entrada adicional do operador. Após completar as instruções, as peças podem continuar o processo de acabamento e embalagem.

Tipos De Operações De Usinagem CNC

Os seguintes são algumas técnicas de processamento comumente usadas. Cada um destes processos desempenha um papel fundamental na fabricação da peça e no aprimoramento de seu desempenho único.

Torneamento CNC

Durante o torneamento, a peça é rotacionada, e a ferramenta de corte é colocada em um controle deslizante móvel e alimentada na peça para remover o material do padrão desejado. O controle deslizante pode rotacionar o comprimento da peça para cima e para baixo.

Da mesma forma, pode se afastar ou aproximar da linha central. Esta operação é muito adequada para remover rapidamente grandes quantidades de material.

Tornos são equipamentos de torneamento comumente usados para fazer formas concêntricas na circunferência externa de peças circulares. O torno pode fazer sulcos, sulcos anulares, degraus, roscas internas e externas, cilindros e eixos - muitas características redondas ou circulares. Eles também podem produzir um acabamento superficial característico liso e uniforme.

Fresamento CNC

A diferença fundamental entre fresamento e torneamento é que a peça permanece estacionária e a ferramenta de corte gira no fuso. Geralmente, a peça é fixada horizontalmente em um torno, que é instalado em uma mesa de trabalho que se move nas direções X e Y. O fuso principal é equipado com várias ferramentas de corte e pode se mover nos eixos X, Y e Z.

(Mais sobre fresamento CNC em O Que É Fresamento CNC? )

O fresamento inclui duas maneiras: fresamento periférico e fresamento frontal. O fresamento periférico pode cortar sulcos profundos, e o fresamento frontal pode cortar o plano da peça. O fresamento pode ser usado como processo auxiliar para peças processadas. Fresas são usadas para fazer quadrados/planaltos, entalhes, chanfros, sulcos, contornos, chavetas e outras características que dependem do ângulo de corte preciso.

Embora a fresadora também possa furar, ela é boa em remover blanks de peças mais complexas e assimétricas.
Como em todas as operações de processamento de metal, use fluido de corte para resfriar a peça e ferramentas de corte, lubrificar e lavar partículas de metal.

Como centros de torneamento, máquinas de fresamento que podem realizar uma série de operações em peças sem intervenção do operador são comuns, frequentemente referidas como centros de usinagem vertical ou horizontal. Elas são sempre baseadas em CNC. Fresamento e torneamento são conjuntamente responsáveis pela maioria das operações de máquinas CNC.

Retificação De Superfície

Muitas aplicações requerem superfícies muito planas de peças de metal. A melhor maneira de fazer esta superfície precisa é usar uma retificadora. A retificadora de superfície vai e vem na mesa de trabalho enquanto alimenta a peça na roda de retificação. A profundidade do corte da roda é geralmente entre 0,00025 e 0,001 polegadas. A retificadora cilíndrica fixa a peça no centro e gira, enquanto aplica a periferia externa da roda de retificação rotativa a ela.

A retificação sem centro é usada para produção em massa de peças pequenas cuja retificação não está relacionada a qualquer outra superfície exceto o todo.

A retificação é usada para remover pequenas quantidades de material de formas planas e cilíndricas. Dependendo do material a ser retificado, diferentes tipos de abrasivos são usados. O calor e estresse mecânico durante o processo de retificação podem afetar adversamente a peça, então a velocidade e temperatura da ferramenta devem ser cuidadosamente controladas.

EDM

Usinagem por descarga elétrica, também chamada de erosão por faísca, usa descarga elétrica para fazer os cortes necessários na peça. EDM pode ser usado com peças feitas de materiais condutores. Isso usa faíscas transmitidas do eletrodo para a superfície da peça condutora através do fluido dielétrico. Por este método, características muito finas podem ser processadas, incluindo furos de pequeno diâmetro, cavidades de molde, etc., sem a necessidade de tratamento térmico para amolecê-las.

Vantagens Da Usinagem CNC

Comparado com métodos de fabricação tradicionais, a usinagem CNC tem muitas vantagens. Muitos fabricantes preferem tecnologia de usinagem CNC. As vantagens da usinagem CNC são as seguintes:

Maior Precisão E Exatidão

A máquina CNC pode replicar as mesmas peças milhares de vezes, e cada peça tem o mesmo tamanho que a peça anterior. Além disso, a usinagem CNC usa operações de programação muito detalhadas comparadas aos métodos de usinagem manual. A máquina segue estas instruções e não permite quaisquer mudanças desnecessárias ou erros humanos. As peças serão de alta qualidade, precisas e idênticas. A usinagem CNC também pode produzir peças com designs complexos.

Produtividade Aumentada

O processo de usinagem CNC também economiza muito tempo e melhora a eficiência de produção. Para equipamentos de usinagem tradicionais, o operador deve configurar e ajustar manualmente a máquina para cada operação. Pelo contrário, equipamentos de usinagem CNC podem fazer as mudanças necessárias simplesmente ajustando o código do computador. Equipamentos com usinagem CNC podem produzir peças 24/7. A máquina pode funcionar continuamente com pouca intervenção manual.

Versatilidade Mais Ampla

Operações de usinagem CNC são adequadas para múltiplos designs de metais, polímeros e outros materiais. A disponibilidade de máquinas de fresamento CNC verticais e horizontais e centros de fresamento CNC multi-eixos fornece excelente versatilidade. Eles podem lidar com precisão com projetos de várias complexidades e parâmetros. Esta versatilidade a torna adequada para fabricar muitas peças e produtos diferentes.

Alta Consistência

Uma vez que o arquivo mestre do design foi criado, você pode usá-lo para criar um número ilimitado de cópias, todas as cópias são da mesma qualidade, sem qualquer desvio, e cada peça combinará perfeitamente com a versão anterior.

Indústrias E Aplicações Da Usinagem CNC

A usinagem CNC tem sido aplicada em muitas indústrias. É uma escolha ideal especialmente para indústrias que requerem peças altamente precisas.

Na indústria médica:

Produz um grande número de peças de precisão padrão e equipamentos personalizados para tratamento de pacientes. A indústria médica depende de produtos personalizados para atender às muitas necessidades de seus pacientes. Peças nesta indústria requerem alta precisão para garantir que cada componente tenha as dimensões exatas necessárias. As peças que podem ser montadas juntas devem ter a menor margem de erro para evitar diagnóstico médico errado e falha de peça.

Na indústria aeroespacial:

Fabrica componentes precisos e de tolerância apertada com designs complexos e intrincados para aeronaves. A usinagem CNC na indústria aeroespacial deve atender a estes requisitos de alta precisão. Ao usar usinagem CNC para criar peças, a indústria aeroespacial obteve as peças personalizadas necessárias com requisitos de tolerância extremamente altos.

Na indústria de transporte:

Como máquinas CNC podem usar uma variedade de materiais para fazer peças, tudo desde freios até peças de motor e até ferramentas são produtos que estas máquinas podem fazer. A indústria de transporte pode requerer peças feitas por máquinas CNC incluindo peças usadas em seus vários veículos, peças para teste e prototipagem de equipamentos e sistemas mais avançados.

Na indústria eletrônica:

Embora a usinagem possa produzir peças grandes, também é excelente no design de peças pequenas (como as usadas na indústria eletrônica). Quanto menor a peça, mais apertada a tolerância. Quando se trata de componentes eletrônicos e elétricos, há pouco espaço para erro no processo de micromecânica. Entregar as tarefas de corte e ferramentas de controle a um computador pode aumentar a precisão possível a um nível que humanos não podem alcançar. A indústria eletrônica se beneficiou muito da excelente precisão de peças usinadas CNC.

Na indústria de petróleo e gás:

Para fabricar grandes máquinas para refinarias e plataformas de perfuração, a indústria petroquímica precisa de peças de precisão que sejam bem montadas. Operações CNC podem produzir peças grandes ou pequenas para a indústria, bem como os componentes necessários para as engrenagens eletrônicas que são cada vez mais usadas na indústria.

Contato Com Especialista Em Usinagem SANS

A usinagem CNC é ideal para produzir peças e produtos para praticamente todas as indústrias. Oferece maior precisão, exatidão e velocidades de processamento.

Na SANS Machining, entendemos a necessidade de qualidade, consistência e serviço ao cliente responsivo.

Como uma fábrica de fabricação de usinagem, temos mais de 10 anos de experiência que se especializam em produzir peças usinadas CNC personalizadas sem MOQ, Entrega Rápida e Produtos de Qualidade.

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