Fabricação CNC de Metal de Alto Desempenho: Precisão, Eficiência e Economia

Controle numérico computadorizado (CNC) é o controle automatizado de ferramentas de usinagem de metal (brocas, ferramentas de alargamento, tornos) que criam peças complexas por meio de computador.

Geralmente, uma máquina CNC altera uma peça bruta (metal, plástico, madeira, cerâmica) para atender especificações precisas seguindo instruções programadas sem operador físico.

Dito isso, máquina CNC de metal de alto desempenho significa aumento de produtividade e economia de custo de mão de obra, com enorme impacto na rentabilidade corporativa.

Neste post, introduzimos elementos importantes sobre máquinas CNC de metal em três aspectos:

• Características estruturais de máquinas CNC de metal;
• Matérias-primas para produzir uma máquina CNC de metal, e
• Processos de fabricação detalhados.

1. Características estruturais de máquinas CNC de metal

Máquina CNC de metal consiste em base, coluna, guia, mesa de trabalho, porta-ferramentas como máquinas-ferramenta comuns. Para atender às características de alta precisão e alta velocidade do sistema de controle, o projeto estrutural das partes principais também requer alta precisão, alta rigidez, alta frequência ressonante, baixa inércia, baixo atrito e razão de amortecimento adequada.

1.1 Características estruturais dos componentes básicos

Componentes básicos incluem base, coluna e mesa de trabalho. Função básica: suportar, transportar e manter a posição relativa de cada componente.

Idealmente, máquinas CNC devem fazer tanto usinagem bruta (rough machining) quanto usinagem de acabamento (fine machining), suportando força máxima de corte da ferramenta grande na usinagem bruta e garantindo alta precisão na usinagem de acabamento.

1.2 Características estruturais do sistema de acionamento principal

Sistema de acionamento principal alcança potência de corte para ampla gama de ferramentas e peças. Garante saída de potência constante na faixa mais ampla de velocidades.

Para alcançar melhor velocidade de corte, o sistema deve atingir velocidades infinitamente variáveis em ampla faixa. Máquinas CNC de metal atuais usam motores de fuso de velocidade variável DC ou AC de alto desempenho, com maior eficiência que transmissão mecânica por etapas.

2. Matérias-primas para produzir uma máquina CNC de metal

Primeiro, componentes mecânicos devem ser rígidos e fortes para suportar partes móveis rápidas. O fuso é geralmente a parte mais forte, apoiado por mancais grandes.

Então, a base ou mesa da máquina é apoiada em "guias" de aço endurecido, geralmente protegidas por guardas flexíveis. Ferro fundido ou Meehanite costumavam ser materiais de escolha para máquinas de usinagem de metal.

Hoje, a maioria das máquinas faz uso liberal de estruturas soldadas de aço laminado a quente e produtos forjados como aço inoxidável para reduzir custo e permitir projetos de estrutura mais intrincados.

3. Processo detalhado de fabricação de máquinas CNC de metal

Até recentemente, a maioria dos centros de usinagem era construída sob especificações do cliente pelo fabricante. O processo real prossegue assim:

3.1 Soldagem da base

• A base é fundida ou soldada. Então é tratada termicamente para remover tensões de fundição ou soldagem.
• A base é fixada em grande centro de usinagem, e áreas de montagem das guias são usinadas conforme especificação. Guias são retificadas, aparafusadas e chumbadas à base.

3.2 Parafusamento dos fusos de esferas (ballscrews)

• Mecanismos que movem a base ou fuso são fusos de esferas (ballscrews). Transformam movimento rotativo dos motores em movimento linear e consistem de eixo do fuso e mancais de apoio.
• À medida que o eixo gira, um suporte de mancal segue as ranhuras espirais e produz movimento linear muito preciso que move a mesa sob o fuso ou o porta-fuso.
• Esses fusos de esferas são aparafusados à base com suporte de mancal aparafusado à mesa ou porta-fuso.

3.3 Montagem do fuso (spindle)

• O fuso é usinado e retificado, montado em seu motor de acionamento, e aparafusado ao porta-fuso móvel. Cada eixo de movimento tem fuso de esferas e guias separados na maioria dos centros de usinagem.

3.4 O controlador

• O computador é a parte principal do controlador. Tem gabinete climatizado montado no lado do quadro ou no console do operador. Contém toda memória operacional, placas de computador, fontes de alimentação e outra circuitaria eletrônica para operar a máquina.
• A frente do controlador tem tela de vídeo exibindo informações do programa, posição, velocidades, avanços e outros dados para o operador monitorar desempenho.
• A máquina montada é testada para precisão. Cada máquina tem diferenças físicas leves corrigidas matematicamente no sistema operacional do computador.
• Esses valores de correção são armazenados em memória separada, e a máquina os verifica continuamente.
• Após testes, a máquina final é pintada e preparada para envio.

Esse é o processo geral de fabricação de CNC de metal e esperamos sinceramente que seja útil. Não hesite em deixar seu comentário abaixo se tiver dúvidas.

Nota: Não possuímos as imagens usadas neste post. Sinta-se à vontade para nos contatar se elas forem suas, e as removeremos o mais rápido possível.