Centros de usinagem verticais desmistificados:um guia CNC profissional

O centro de usinagem vertical existe há muitos anos e continua sendo parte integrante da moderna tecnologia CNC. Os centros de usinagem vertical CNC são eficazes para usinar diferentes peças industriais. Essas máquinas são versáteis e eficientes. Eles removem camadas de material de um substrato para produzir a peça desejada com vários recursos.

Este artigo discute o centro de usinagem vertical, seus princípios de funcionamento, componentes, aplicação e tudo que você precisa para escolher o centro de usinagem certo para o seu projeto. Vamos mergulhar!

A tecnologia de usinagem vertical é uma das ferramentas mais produtivas na oficina mecânica CNC. Possui diversas ferramentas no trocador e outras opções que aprimoram e personalizam a produtividade. Os centros de usinagem vertical CNC são ferramentas multifuncionais flexíveis que ajudam a usinar furos e outras propriedades em componentes com superfície plana. Ele opera na direção vertical usando um fuso que funciona em um ângulo acentuado.



Os controles computadorizados das fresadoras verticais permitem automação, seleção/rotação de ferramentas, repetibilidade e controle de contorno. Estas modernas máquinas CNC aumentaram a produtividade das fresadoras ao mais alto nível, originando os centros de fresagem verticais CNC. Esses centros de usinagem variam dependendo de seus eixos, função e outras opções disponíveis.

Você pode se referir ao centro de máquina vertical como um burro de carga industrial porque ele pode fornecer peças com precisão excepcional e prazos de entrega mais curtos. Seus componentes possuem designs robustos para fornecer torque, potência e velocidade de usinagem superiores. O nível de automação dos centros de fresagem vertical também permite cortar diversos materiais e reduzir os custos gerais de fabricação.

Princípio de funcionamento de centros de usinagem verticais

Os centros de usinagem verticais operam no modelo de projeto dos componentes. As inúmeras máquinas-ferramentas e os parâmetros necessários às peças são transformados em códigos de informação geralmente aceitáveis ​​e legíveis pelo dispositivo de controle numérico da máquina.

O programa de processamento ajuda a processar automaticamente o programa CNC do componente. Esses códigos de instrução são geralmente armazenados em suportes de informação, como discos ou fitas perfuradas, enquanto esses suportes são enviados para o dispositivo de entrada. Você pode ler essas informações e transferi-las para o dispositivo de controle numérico. Além disso, você pode usar o computador e o centro de usinagem para enviar informações diretamente para obter a entrada e a saída do programa do componente.

O centro de usinagem vertical geralmente possui três coordenadas de movimento linear. Há também uma mesa rotativa de eixo horizontal anexada à sua mesa de trabalho. Isso ajuda a fabricar peças circulares com facilidade.

Componentes de um centro de usinagem vertical

O centro de usinagem vertical compreende muitos componentes importantes. Esses componentes se combinam para fabricar peças de acordo com os padrões de fabricação ISO. Os componentes incluem o seguinte:

Fuso Rotativo

O fuso de fresagem geralmente é perpendicular/vertical à mesa de trabalho. É um eixo giratório com uma unidade para segurar uma ferramenta ou peça de trabalho. Geralmente, o eixo do fuso atua como um acionamento posicionado, de suporte e rotativo para peças de trabalho.

Mesa de Trabalho

A mesa é plana para colocar a peça diretamente ou usando vários acessórios, como tornos de fixação rígidos ou peças de alumínio fresadas. A mesa tem um eixo X que inclui o movimento para a esquerda e para a direita, enquanto o eixo Y tem um movimento para frente e para trás. Esses eixos e o eixo Z permitem adicionar recursos ilimitados às peças de trabalho nos planos de movimento.

Trocador de ferramentas

O trocador de ferramentas aumenta a produtividade do centro vertical da máquina, permitindo a seleção automática de ferramentas para diferentes tarefas, desde desbaste até mandrilamento de furos finos.

Tabelas Rotativas

Adicionar eixos extras às fresadoras verticais pode aumentar significativamente a produtividade, transformando uma simples fresadora de 3 eixos em uma máquina de 4 ou 5 eixos capaz de produzir componentes complexos com superfícies diferentes, como pás de turbina.

Sistema de refrigeração

A maioria dos centros de fresamento vertical CNC usa sistemas de refrigeração de recálculo para garantir que as peças e ferramentas de corte estejam bem lubrificadas. Este sistema de refrigeração utiliza frequentemente água e óleo solúvel entre vários líquidos.

Invólucros/capas completas

Estas tampas ajudam a reduzir os respingos causados pelas operações de fresagem. Da mesma forma, protege os maquinistas e o meio ambiente da operação de usinagem.

Carregadores de carregamento rápido

Mesas shuttle ou outros sistemas automatizados de carregamento de peças ajudam a aumentar a produtividade do centro de usinagem vertical CNC, ao mesmo tempo que reduzem o tempo de inatividade.

Parafuso/Transportador de cavacos

Transportadores de cavacos ou brocas podem ajudar a mover os cavacos da área de trabalho para facilitar a produtividade e eliminar o tempo de inatividade causado pela remoção manual de cavacos residuais.

Aplicações e usos de centros de usinagem verticais

Os centros de usinagem vertical CNC podem usinar diversas peças e produtos para diferentes indústrias e usos. Setores como aeroespacial, indústria de manufatura, construtores de máquinas e médico utilizam esta tecnologia de usinagem CNC devido às suas aplicações de alta exatidão, alta precisão e produção em volume.



Aqui estão algumas das peças usinadas:

Peças com formatos incomuns

Estruturas como cesto ou base apresentam formas irregulares. A maioria dessas peças usinadas requer processamento misto multiponto de ponto, linha e face. Os centros de fresamento vertical com capacidade de usinagem automática permitem usinar esses componentes complexos que muitas vezes são difíceis de criar usando técnicas tradicionais.

Peça tipo caixa

Peças CNC tipo caixa são aquelas com sistema de furo único e diversas cavidades internas. Essas peças tipo caixa são comuns em carros e aviões. – Bloco do motor, caixa do fuso, carcaça da bomba de engrenagens, bloco do motor diesel. Usando um centro de usinagem vertical, você pode executar de 60 a 95% da operação de máquinas-ferramentas padrão em uma única fixação.

Além disso, os centros verticais possuem alta precisão, eficiência, rigidez e trocador automático de ferramentas. Desde que a sequência do processo seja bem programada e você utilize acessórios e ferramentas adequados, os difíceis problemas da usinagem de peças do tipo caixa podem ser resolvidos.

Peças complexas com muitas curvas

Componentes como hélices, cames e impulsores com curvas complexas são padrão na aviação e no transporte. As máquinas-ferramentas tradicionais tornam esses componentes com peças curvas, contorno de superfície e caixa/fundição com cavidades internas fechadas, difíceis de criar com a precisão de usinagem desejada.

No entanto, centros de máquinas verticais multieixos integrados à tecnologia de máquinas CNC ajudam a produzir peças curvas com a mais alta precisão e exatidão, de forma eficiente e em um período mais curto.

Novas peças em produção experimental

O centro de usinagem vertical oferece alta flexibilidade e adaptabilidade. Ao alterar o objeto usinado, você pode criar e inserir novos programas, alterar alguns segmentos do programa ou utilizar instruções especiais específicas.

Por exemplo, você pode usar o recurso de zoom para produzir peças com o mesmo formato, mas com tamanhos diferentes. Ele oferece excelente conveniência para produção de pequenos lotes, testes de novos produtos ou produção de múltiplas variedades. Além disso, reduz a preparação da produção e o ciclo de fabricação experimental.

Diferenças entre centros de usinagem verticais e horizontais

Os centros de usinagem CNC são máquinas-ferramentas sofisticadas com automação integrada, usinagem composta, versatilidade e alta velocidade. Centros de usinagem horizontais e verticais são as fresadoras CNC padrão. Esta seção discute as diferenças entre as capacidades estruturais e o desempenho técnico dessas máquinas-ferramentas.

A Orientação do Fuso

Ambas as máquinas possuem orientações variadas que permitem aproveitar a profundidade que os centros de usinagem horizontais oferecem ou a precisão que a usinagem vertical traz para a mesa. Esta é a principal diferença entre essas duas máquinas. A orientação ou estrutura do fuso determina como a fresa interage/se relaciona com a peça de trabalho.

Geometria da Ferramenta

A geometria de uma ferramenta frequentemente influencia as especificações e resultados de corte. Os centros de usinagem horizontais são mais curtos e mais grossos, o que significa que possuem a estabilidade necessária para sustentar a resistência durante a usinagem de cortes mais profundos.

Por outro lado, a usinagem vertical é mais precisa e ideal para peças menores. No entanto, isto tem suas desvantagens. Não permite a usinagem de cortes mais profundos devido à vibração, resultando em desvios de projeto.

Especificações e precisão de corte

Os centros horizontais apresentam melhor desempenho que os centros verticais quando se considera suas taxas de remoção. Possuem estabilidade muito elevada e podem produzir cortes mais profundos. Geralmente, as máquinas verticais são comumente usadas para operações limitadas, como canal e faceamento. Mas podem ser muito precisos nos cortes e no acabamento da superfície. Portanto, esta capacidade de corte limitada resulta em uma taxa de remoção menor.

Número de lados para usinagem

centros de usinagem verticais, especialmente fresas de 5 eixos, são mais adequados para trabalhar em vários lados das peças. Eles geralmente vêm com paletes integrados com acessórios ou lápides anexados. A utilização do fuso em centros de usinagem verticais também foi bastante melhorada. Como resultado, o acesso à parte frontal e lateral das peças é mais fácil. Isso melhora a produtividade e reduz o erro humano. Contudo, estas capacidades estão limitadas a centros de usinagem horizontais.

Custo de cada máquina

Máquinas horizontais são muito mais caras para comprar e manter. Além disso, eles exigem maquinistas profissionais para realizar suas operações. Como resultado, isso aumenta o custo geral de fabricação.

As máquinas verticais, por outro lado, custam menos que as horizontais. Da mesma forma, as operações e manutenção dos centros de torneamento e fresamento verticais são muito mais simples em comparação com as máquinas horizontais. Como resultado, torna-os adequados para todas as produções de pequena escala.

Como escolher o centro de usinagem certo para o seu projeto?

Não há dúvida de que o centro de usinagem vertical é uma máquina-ferramenta amplamente adotada e utilizada em diversas oficinas mecânicas profissionais. No entanto, é essencial considerar as vastas capacidades dos centros de usinagem verticais ao escolher um para o seu projeto.

Vários centros de usinagem vertical podem realizar diferentes operações de usinagem, enquanto outros são adequados para tarefas especializadas específicas. Os VMCs oferecem vários recursos de ajuste e versatilidade e são bastante duráveis. Mais importante ainda, faça uma avaliação crítica das especificações do seu projeto e das capacidades do centro de máquina vertical para decifrar se é melhor para o seu projeto.

Centro de usinagem único da WayKen

A compra de um centro de usinagem vertical pode ser um custo caro, e você pode optar por terceirizar seu projeto de usinagem para uma oficina mecânica CNC profissional. Na WayKen, oferecemos serviços completos de usinagem CNC. Equipados com avançados centros de usinagem vertical e fresadoras de 3,4,5 eixos, estamos totalmente capacitados para atender todos os seus projetos de usinagem.

De 1 a 10.000 peças produzidas, garantimos entregar a você preços competitivos e padrões de alta qualidade. Quer obter os melhores resultados do seu projeto, entre em contato conosco hoje mesmo e vamos dar vida às suas ideias!

Conclusão

O centro de usinagem vertical é uma máquina versátil e robusta que lida com operações de usinagem complexas. Os modelos avançados de centros de usinagem verticais CNC contam com tecnologia sofisticada, que permite usinar peças com as mais rigorosas tolerâncias. Além disso, aumenta o tempo de atividade e normalmente é personalizável para atender às especificações da sua peça. Os centros de máquinas verticais possuem alta velocidade e oferecem excelente qualidade.

Perguntas frequentes

Quais são as limitações das fresadoras CNC?

As fresadoras CNC geralmente têm inúmeras limitações devido ao movimento do eixo, tamanho, capacidades da ferramenta e grau de liberdade. Além disso, o custo geral de manutenção de fresadoras CNC é outra limitação importante.

Qual é o avanço no centro de usinagem vertical?

A taxa de avanço refere-se à velocidade na qual a ferramenta de corte trabalha ao longo da peça durante sua única rotação.

Para que são usados os centros de usinagem verticais?

Os centros de usinagem verticais são frequentemente usados para projetos de produção em massa de alta precisão para diversos setores. Eles são mais amplamente utilizados nas indústrias automotiva e aeroespacial devido à sua eficiência e capacidade de fabricar componentes complexos e de alta precisão.