Otimização da Usinagem CNC: Divisão de Processos e Sequenciamento para Precisão

O planejamento de processo refere-se ao processo completo e não pode ser julgado apenas pela natureza de uma operação específica ou pelo processamento de uma determinada superfície. Por exemplo, alguns planos de referência de posicionamento precisam ser usinados com alta precisão já na etapa de semiacabamento ou até mesmo no desbaste. Às vezes, para evitar a conversão de cadeia dimensional, o semiacabamento de certas superfícies secundárias também pode ser programado na etapa de acabamento.

Após determinar o método de usinagem e a etapa de processamento de cada superfície da peça, o processamento de cada superfície na mesma etapa pode ser combinado em várias operações.

Métodos de Divisão de Procedimentos de Usinagem

As peças usinadas em máquinas-ferramenta CNC geralmente são divididas em processos segundo o princípio de concentração de processos. Os métodos de divisão são os seguintes:

1) Divisão segundo as ferramentas utilizadas

Considera-se como uma operação o processo concluído pela mesma ferramenta. Este método é adequado para situações em que há muitas superfícies da peça a serem usinadas. Centros de usinagem frequentemente utilizam este método.

2) Divisão pelo número de fixações da peça

Considera-se como um processo o conjunto de operações que pode ser concluído em uma única fixação da peça. Este método é adequado para peças com pouco conteúdo de usinagem. Sob a premissa de garantir a qualidade de usinagem, todo o conteúdo pode ser concluído em uma única fixação.

3) Divisão por desbaste e acabamento

A parte do processo concluída no desbaste é considerada um processo, e a parte concluída no acabamento é outro. Este método é adequado para peças que têm requisitos de resistência e dureza, requerem tratamento térmico ou alta precisão, precisam remover efetivamente tensões internas e apresentam grande deformação após usinagem, necessitando divisão em etapas de desbaste e acabamento.

4) Divisão segundo a posição de usinagem

A parte do processo que completa o mesmo perfil é considerada um processo. Para peças com muitas superfícies de usinagem e maior complexidade, a sequência de usinagem CNC, tratamento térmico e procedimentos auxiliares deve ser organizada razoavelmente, resolvendo o problema de conexão entre os procedimentos. As peças são compostas por múltiplas superfícies, cada uma com seus próprios requisitos de precisão, e existem requisitos de precisão correspondentes entre cada superfície.

Princípios na Sequência de Usinagem

Para atender aos requisitos de precisão do projeto das peças, o arranjo da sequência de usinagem deve seguir certos princípios.

1) Desbaste primeiro, acabamento depois

A sequência de usinagem de cada superfície segue a ordem: desbaste, semiacabamento, acabamento e acabamento fino, com o objetivo de melhorar gradualmente a precisão e a qualidade da superfície da peça. Se todas as superfícies forem usinadas por máquinas CNC, o arranjo geralmente segue a ordem de desbaste, semiacabamento e acabamento, ou seja, semiacabamento e acabamento são realizados após a conclusão de todo o desbaste. Durante o desbaste, a maior parte da sobremetal pode ser removida rapidamente, e então cada superfície pode ser acabada por vez, melhorando a eficiência de produção e garantindo a precisão de usinagem e rugosidade superficial. Este método é adequado para superfícies usinadas que requerem alta precisão de posição. Não é absoluto: para algumas superfícies que requerem alta precisão dimensional, considerando a rigidez, deformação e precisão dimensional das peças, estas também podem ser processadas na ordem de desbaste, semiacabamento e acabamento. Para superfícies com altos requisitos de precisão, é melhor deixar as peças repousar por um período entre os processos de desbaste e acabamento, para que as tensões superficiais após o desbaste sejam completamente liberadas, reduzindo o grau de tensão e deformação na superfície, o que beneficia a precisão de usinagem.

2) Usinar primeiro o plano de referência

No início do processamento, a superfície usada como referência de acabamento é sempre usinada primeiro. Como a superfície de referência de posicionamento é precisa, o erro de fixação é pequeno. Portanto, no processamento de qualquer peça, a superfície de referência de posicionamento é sempre desbastada e semiacabada, e acabada se necessário. Por exemplo, peças de eixo sempre desbastam e semiacabam a superfície de referência de posicionamento, e depois a acabam. Peças de eixo sempre usinam primeiro o furo central, e depois usinam o sistema de furos e outras superfícies baseando-se na superfície do furo central e no furo de posicionamento como referência de precisão. Se houver mais de uma superfície de referência de precisão, o processamento das superfícies de referência deve ser organizado de acordo com a ordem de conversão de referência e o princípio de melhoria gradual da precisão de usinagem.

3) Plano primeiro, furo depois

Para caixas, suportes, corpos de máquina e outras peças, o tamanho do contorno plano é maior, e o posicionamento plano é mais estável e confiável, então o plano deve ser usinado primeiro, e depois o furo. Dessa forma, não apenas o processamento subsequente tem um plano estável e confiável como superfície de referência de posicionamento, mas também a usinagem de furos em uma superfície plana torna o processamento mais fácil, além de favorecer a melhoria da precisão de usinagem dos furos. Geralmente, os processos podem ser divididos segundo as posições de usinagem das peças. Geralmente, formas geométricas simples são usinadas primeiro, depois as complexas; peças de menor precisão primeiro, depois as de maior precisão; plano primeiro, furo depois.

4) Primeiro interno, depois externo

Para mangas de precisão, a coaxialidade entre o círculo externo e o furo é requerida. Geralmente, adota-se o princípio de furo primeiro, círculo externo depois, ou seja, usa-se o círculo externo como referência de posicionamento para usinar o furo, e depois usa-se o furo de maior precisão como referência para usinar o círculo externo, o que pode garantir alta coaxialidade entre o círculo externo e o furo, e a estrutura do dispositivo de fixação usada também é muito simples.

5) Reduzindo o número de trocas de ferramenta

Na usinagem CNC, a sequência de usinagem deve ser organizada, tanto quanto possível, na ordem em que a ferramenta entra na posição de usinagem.