Usinagem Vertical e CNC VMC: Introdução Abrangente

A faca é fixada e girada em uma carcaça chamada "fuso". Devido à nitidez da ferramenta e à força da mesa empurrando o material na faca, o material é deformado e cortado ou aparado adequadamente. O eixo de força pode ser direcionado para cima/baixo (chamado eixo Z), esquerda/direita (chamado eixo X) ou de frente para trás (chamado eixo Y).

VMCs podem ser equipadas com muitos ajustes. Por exemplo, existem muitos ângulos de aproximação, bem como dispositivos rotativos e de posicionamento na mesa de trabalho. Versões posteriores do projeto VMC adicionaram dispositivos de alimentação de potência e hidráulicos para tornar o sistema mais automatizado, e finalmente controles computadorizados foram adicionados para permitir maior automação do trabalho, repetibilidade, seleção/troca de ferramenta e controle de contorno. Estas novas máquinas CNC levaram a "máquina de fresamento" a um novo nível de eficiência e, portanto, o termo VMC (Centro de Usinagem Vertical) nasceu.

CNC VMC: Fundamentos do Processo

VMCs são usadas principalmente (embora não exclusivamente) como máquinas de corte de metal que removem aço, alumínio ou outros materiais duros — transformando assim um bloco bruto de material em uma superfície precisamente formada ou "usinada".

VMC pode ser usada não apenas para corte, mas também para furação, entalhe, gravação, rosqueamento, escareamento, chanfro e muitas outras aplicações. Devido à sua versatilidade e custo relativamente baixo, estas são máquinas extremamente populares que podem ser encontradas em oficinas ao redor do mundo. Na verdade, há uma boa chance de que a máquina funcione a apenas alguns quilômetros de onde você está agora.

Todos os consoles VMC usam componentes comuns, que são os seguintes:

• Fuso rotativo — Um fuso perpendicular à superfície de trabalho ou mesa pode acomodar várias ferramentas de corte (ou fresas, como às vezes são chamadas). O cartucho do fuso é montado em uma carcaça que se move para cima e para baixo — esta direção de movimento é chamada de eixo Z.
• Mesa — A mesa é uma plataforma na qual peças podem ser montadas — diretamente ou por meio de vários dispositivos, como placas de alumínio fresadas ou morsas de fixação dura. A mesa tem movimento esquerda e direita, que chamamos de eixo X, e de frente para trás, que é chamado de eixo Y. Estes dois eixos de movimento, em conjunto com o eixo Z, permitem contorneamento virtualmente ilimitado nos planos de movimento.

Elementos Comuns Adicionais

• Trocador de ferramentas — O trocador de ferramentas aumenta significativamente o desempenho do VMC ao permitir seleção automática, controlada por computador, de ferramentas para uma variedade de tarefas, do desbaste à furação de furos finos.
• Sistema de refrigeração — Para manter o resfriamento e lubrificação de peças e fresas, a maioria das máquinas VMC usa algum tipo de sistema de refrigeração recirculante; que geralmente é uma mistura de óleo solúvel e água, mas também pode ser um líquido diversificado.
• Transportador de cavacos/rosca — Para remover cavacos da área de trabalho, vários transportadores de cavacos e roscas podem ser usados para aumentar eficiência e reduzir tempo de inatividade causado por remoção manual de cavacos residuais.
• Coberturas/carcaças completas — Estas podem ser adicionadas para reduzir respingos causados por operações de fresamento e proteger operadores e o ambiente da usinagem.
• Mesas rotativas — Adicionar eixos adicionais à máquina pode aumentar significativamente sua eficiência transformando uma simples máquina de três eixos em um sistema de quatro ou até cinco eixos capaz de usinar elementos complexos com diferentes superfícies (como pás de turbina).
• Carregamento rápido — Outra grande adição aumentando significativamente a produtividade é o uso de mesas de transferência ou outros sistemas automáticos de carregamento de peças. Isso pode reduzir tempo de inatividade e estender significativamente o tempo de fuso LIGADO na maioria dos sistemas VMC.

Aplicações típicas de VMC incluem: Usinagem de peças para montagem, fundições, automotivo, produção de moldes/matrizes, e muitas outras tarefas de corte de metal.

Centros de usinagem vertical com funções e recursos avançados estão ganhando popularidade como membros mais produtivos do arsenal de máquinas CNC em oficinas. Os VMCs de hoje desafiam a visão de que eles devem ser enviados a cantos raramente visitados da loja ou limitados a pós-tratamento. VMCs tradicionalmente foram mais baratos comparados a centros de usinagem horizontal, mas sem a possibilidade de produção.

Em certa medida, as mais recentes adições de tecnologia avançada permitiram que VMC fechasse a lacuna de produtividade e fornecesse vantagem competitiva em aplicações rápidas e precisas tão diversas quanto aeroespacial, médica, energia e indústrias similarmente exigentes. A funcionalidade de VMC foi significativamente aumentada adicionando configuração de mesa e mesa de fuso para o quarto e quinto eixo, muitos trocadores de paletes, mais ferramentas e fusos de alta velocidade. VMCs são capazes de processar os componentes mais complexos como pás de rotor a jato, pás de turbina para geração de energia, grandes componentes de aeronaves e moldes e matrizes de precisão.

Os recursos avançados de algumas máquinas permitem garantir os ciclos de usinagem mais curtos possíveis, especialmente em programas de incremento exato para operações simultâneas de cinco eixos e usinagem livre de matrizes, diz a empresa. Estes recursos incluem controle de avanço de alto ganho, velocidades rápidas de eixo rotativo, controle de aceleração variável e fresamento inteligente de bolsos. Software especial de design de engrenagens e unidades de metrologia podem ser integrados ao processo de usinagem em malha fechada.

Offsets de eixo avançados de VMC acomodam peças até 19,88 polegadas (505 mm) de diâmetro e 12 polegadas (305 mm) de altura. As velocidades de rotação rápidas para estes três eixos lineares são 1181 ipm (30 m/min). Algumas máquinas são equipadas com fuso CAT-40 de alto desempenho com velocidade de 12.000 rpm para usinagem de todos os materiais comuns, incluindo aço, alumínio e ferro fundido. Velocidades opcionais de fuso de 15.000 rpm e 20.000 rpm estão disponíveis.

O ATC de 60 ferramentas ajuda a reduzir tempo de configuração, permite ferramentas desnecessárias e fornece um número aumentado de operações não tripuladas e ininterruptas. Este processo dá às oficinas uma opção altamente precisa e custo-efetiva para usinagem de lotes pequenos e médios de engrenagens com ferramentas padrão.

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