Desde os primórdios o homem já tinha a necessidade de moldar e transformar materiais brutos em objetos úteis para seu dia-a-dia, para isso utilizava os recursos da época que eram obviamente muito mais limitados do que dispomos em nossa realidade. A gama de produtos que utilizamos atualmente é imensa, sendo assim moldar materiais é imprescindível para que possamos manter nosso conforto e qualidade de vida. As técnicas para transformar materiais brutos em objetos variaram ao longo dos anos conforme a matéria-prima utilizada e com a evolução da tecnologia. Na indústria metalmecânica especialmente, a usinagem se tornou a grande auxiliadora para criar peças com diversos perfis e com funcionalidades incríveis.

Em termos gerais a usinagem é um processo de fabricação por remoção de material que tem o objetivo de transformar uma peça bruta em um produto com forma e dimensões especificados. Existem muitos processos de usinagem e cada qual tem sua função, por exemplo: O Torneamento é a utilização da máquina-ferramenta para fabricar objetos cilíndricos ou cônicos, a Retificação fica encarregada de dar acabamento às peças através da remoção de material por abrasivos, a Furação como o próprio nome sugere, permite que as peças sejam perfuradas em locais e de diâmetros determinados e assim temos uma lista de recursos que a usinagem nos proporciona.

 

As máquinas mais simples, mas ainda muito utilizadas, são as de usinagem convencional que através de ferramentas de corte ou abrasão moldam o material. Elas não estão obsoletas, mas gradativamente estão sendo substituídas por outras com tecnologia mais avançada, são as máquinas de usinagem computadorizadas que através de uma linguagem de programação tornam-se mais autônomas. A linguagem de programação comanda todos os movimentos da máquina como a velocidade, acionamento dos fluídos e seleção de ferramentas por exemplo, minimizando a interação humana. Essas máquinas são chamadas de CNC (Comando Numérico Computadorizado) e disponibilizam uma série de recursos capazes de criar verdadeiras artes.

Vantagens de utilizar a máquina CNC

Apesar de exigir um investimento mais alto, optar por uma máquina CNC ou por um Centro de Usinagem invés de equipamentos convencionais tem um elevado custo x benefício principalmente para produção em larga escala. A lista de itens vantajosos é vasta, mas os principais são:

  • Fabricação de geometrias complexas;
  • Precisão de medidas;
  • Melhor acabamento;
  • Versatilidade;
  • Agilidade;
  • Controle de qualidade acessível;
  • Constância nos lotes de fabricação;
  • Redução de erros humanos;

Qual a diferença entre fresamento e torneamento CNC e o Centro de Usinagem?

O centro de usinagem CNC é o equipamento capaz de reunir em uma só máquina diversas ferramentas e recursos para a produção de peças com perfis variados, ele é o famoso multitarefa. Desta forma você não precisaria ter um torno e uma fresadora mesmo que eles possuam o recurso do comando numérico. O centro de usinagem conta com uma estrutura mais robusta e uma variedade maior de ferramentas, dessa forma dificilmente fica limitado.

Para que isso seja possível, os centros de usinagem trabalham com o que chamamos de eixos, sim são os mesmos eixos coordenados que você está pensando. Os centros de usinagem mais comuns possuem três ou cinco eixos.

O que é usinagem CNC de 5 eixos?

Como o próprio nome diz, a máquina de usinagem CNC trabalha em cinco eixos diferentes simultaneamente, isso permite a usinagem de peças com perfis muito complexos. É claro que além da complexidade, há outras vantagens de optar por este recurso, algumas delas são:

  • Possibilidade de inclinação da mesa ou ferramenta;
  • Configuração única por ser um equipamento multitarefas;
  • Redução do tempo de entrega;
  • Aumento da eficiência;
  • Capacidade de evitar colisões;
  • Melhor acesso à geometria da peça;
  • Vida útil da ferramenta e tempo de ciclo aprimorados;
  • Posição ideal de corte;
  • Carga constante de cavacos;

Quais são os 5 eixos?

Para tornar mais didático, vamos contar uma história daquelas que gostamos sobre os grandes descobridores da ciência. O escolhido de hoje é René Descartes, considerado o pai da matemática moderna. Descartes estava deitado na cama quando notou uma mosca zumbindo em seu quarto, ele percebeu que podia descrever a posição da mosca no espaço tridimensional usando apenas três números, representados pelas variáveis ​​X, Y e Z. Com certeza você já associou as variáveis com o tradicional sistema de coordenadas cartesianas e é isso mesmo! Este sistema ainda está em uso mais de três séculos após a morte do matemático e é utilizado no centro de usinagem! Portanto X, Y e Z são três dos cinco eixos.

E os outros dois?

Imagine se pudéssemos aumentar o zoom na mosca de Descartes em meio ao voo, poderíamos não só descrever sua posição (X,Y,Z) mas também descrever sua orientação. A orientação pode ser descrita quando a mosca está girando da mesma maneira que um avião faz acrobacias. Seu giro é descrito pelo quarto eixo, que é o eixo de rotação em torno de X que vamos chamar de “A”. O mesmo acontece com a mosca quando ela faz a rotação em torno de Y, que vamos chamar de “B”. Sem dúvida, os leitores astutos vão questionar a existência de um sexto eixo (C) que gira em torno do eixo Z e sim ele também pode existir.

Os eixos A, B e C são ordenados alfabeticamente para corresponder aos eixos X, Y e Z. Embora existam máquinas CNC de 6 eixos, as configurações de 5 eixos são mais comuns. Para que você possa entender, olhando para um centro de usinagem cinco eixos sem precisar imaginar uma mosca, a mesa de trabalho do centro de usinagem é rotativa e ela pode ser plana, curva e furada, além disso as ferramentas também são capazes de inclinar tendo acesso a locais da peça que uma máquina três eixos não teria. Entendeu como funciona?

Configurações de 5 eixos

A configuração específica de uma máquina de 5 eixos determina quais dos dois eixos de rotação ela utiliza. Os eixos rotativos de algumas máquinas são expressos através do movimento da mesa, enquanto outras giram o eixo em si. Cada qual têm suas vantagens exclusivas, a primeira por exemplo oferece maiores volumes de trabalho, pois não é necessário compensar o espaço ocupado pelo eixo rotativo. Por outro lado, as máquinas com rotação giratória podem suportar peças mais pesadas, uma vez que a mesa é sempre horizontal, então a escolha deve ser condizente com a necessidade.

Quantos eixos você precisa?

Você pode ter visto referências a centros de usinagem que oferecem sete, nove ou até onze eixos. Embora muitos eixos adicionais possam parecer difíceis de visualizar, a explicação para geometrias tão impressionantes é simples. Existem máquinas com dois fusos e torres inferiores, então você terá vários eixos: a torre superior terá 4 eixos e a torre inferior terá mais 2, sendo possível totalizar bem mais de 5 eixos.

Como geralmente ocorre na fabricação, a resposta a essa pergunta depende de sua aplicação específica e da complexidade do perfil que você precisa. A geometria da peça informará se você precisa de uma configuração de 3, 4 ou 5 eixos.

Um exemplo é a lâmina de turbina que é uma superfície de forma livre e pode ser bastante complexa. A maneira mais eficiente de terminar a usinagem desse produto é usar 5 eixos, levando a ferramenta em espiral ao redor do aerofólio da lâmina. Você pode usar apenas 3 eixos lineares para usinar a superfície, mas terá processos adicionais que não a elegem como a maneira mais eficiente.

Outra consideração importante é o tamanho máximo da peça que você pode colocar na máquina para que as trocas de ferramentas sejam possíveis. Antes de processar, você precisa entender os recursos da máquina e o que ela pode ou não fazer.

 

 

Por que usar usinagem de 5 eixos?

Tentar decidir entre usinagem de 3 eixos e 5 eixos pode não ser tão simples assim visto que os custos de produção estão sempre no topo das preocupações. Mas basicamente as perguntas que você deve fazer são:

  • O processo necessita de uma usinagem contínua ou simultânea ou pode ser separado em etapas?
  • A complexidade do perfil da peça necessita de movimentação da ferramenta de corte?
  • O tempo de processo fica otimizado a cada reorientação e troca da ferramenta?
  • É possível que o equipamento que trabalha com três eixos obtenha os mesmos resultados que aquele que trabalha com cinco eixos?
  • Quais são os riscos de colisão?
  • Qual opção proporciona maior desgaste de ferramental?

Como obter o máximo da usinagem de 5 eixos

Não é incomum ver equipamentos com recursos de 5 eixos sendo subutilizados. Algumas empresas podem ter a máquina, mas não utilizam sua capacidade total, ou podem não ter o software necessário para criar um programa que explore todos os recursos dela. Não é incomum que as empresas adquiram um centro de usinagem 5 eixos para utilizar apenas 3 deles.

Portanto, antes de escolher ter esse equipamento tão robusto, é importante ter a capacitação técnica para colocá-lo para funcionar em condições ideais.

A importância dos controles e software de 5 eixos

Embora ter um mecânico com o conjunto de habilidades correto seja o principal contribuinte para maximizar a capacidade de uma máquina de 5 eixos, o controle e o software da máquina são igualmente importantes. O software da máquina deve ser capaz de processar os dados com rapidez suficiente para que o caminho da ferramenta seja um movimento agradável, suave e uniforme, está aí a importância de ter uma linguagem bem programada.

 

Evitando colisões em 5 eixos

Como em qualquer equipamento programado, um centro de usinagem 5 eixos pode sofrer colisão devido a velocidade e versatilidade de movimentos que o porta ferramentas é capaz de trabalhar. Felizmente, hoje existem várias ferramentas e softwares no mercado que podem ajudar a reduzir e até mesmo eliminar essas colisões desagradáveis. Os softwares são capazes de simular os movimentos e detectar se durante o processo há risco de colisão. Evitar essas colisões é fundamental porque caso ocorram, podem danificar o equipamento e até mesmo machucar alguém. É claro que além do software é importante que você simule manualmente com velocidade bem reduzida.

Sensor de ferramenta de 5 eixos

A alta produtividade é um benefício da usinagem em 5 eixos, mas também aumenta o risco de erros, como o uso de uma ferramenta quebrada ou a ferramenta incorreta. Uma maneira de minimizar esses erros é optar por um sistema de detecção de ferramentas. Existem várias opções inclusive em laser que são muito úteis.

Uma das atividades mais comuns e necessárias no processo de corte, dobra e repuxo, é a eletroerosão a fio.

A construção do ferramental sempre implica em algumas operações de corte que podem ser mais ou menos complexas. Algumas delas podem e devem ser automatizadas e as outras podem ter um grande nível de complexidade.

A tecnologia CAD/CAM tem sido tradicionalmente focada em processos de fabricação com retorno significativo do investimento. E, portanto, tem abordado principalmente o projeto e fresamento em 2, 2.5, 4 e 5 eixos.

Mas os processos que poderiam ser chamados de "processos menores", como o Torno CNC ou a Eletroerosão a Fio, eram considerados produtos complementares. O desenvolvimento do produto foi afetado de acordo com essa ideia.

A construção do ferramental sempre implica em operações de corte, alguma delas são realmente muito complexas.

Soluções completas, balanceadas, padronizadas e globaiscorte a fio 3D simulacao

Outro ponto relevante é a presença de novos produtos chegando ao mercado e usando diferentes canais de venda, como fornecedores de máquinas e distribuidores.

Então geralmente "funcionando bem", mas apenas para algumas máquinas especiais e / ou configurações, sem suporte e sem possibilidades de atualização.

Com a recessão da indústria de ferramental e a necessidade real de encontrar novos mercados e soluções mostram a indústria de ferramental como a meta natural para o crescimento das vendas e a manutenção da participação de mercado.

Outro aspecto importante desta questão é a crescente necessidade de soluções completas, equilibradas, padronizadas e globais.

Uma vez dentro deste mercado, nos encontramos com a grande questão do eletroerosão a fio CNC. É claramente uma atividade muito importante para a produção de estampos.

corte a fioProcessos específicos para cada máquina de eletroerosão a fio CNC

Há alguns aspectos que precisamos esclarecer sobre isso: À primeira vista, pode-se imaginar que o processo de eletroerosão a fio CNC é um processo de produção simples.

Com facilidade de transferir o programa de uma máquina para outra (como para fresamento, simplesmente escolhendo um pós-processador diferente), definição rápida ... E estaremos realmente longe da situação real.

Contudo, ser fácil de trabalhar e automatizado deve ser um dos requisitos, mas a capacidade de transferir exige um conhecimento profundo da tecnologia de corte, da máquina e do controle da CNC.

Infelizmente, ou felizmente para as pessoas que conhecem o caminho, não é suficiente escolher outro pós-processador para obter o mesmo resultado da eletroerosão a fio em uma máquina diferente. Exceto por alguns casos muito simples.

Tabelas de parâmetros diferentes para máquinas diferentes de eletroerosão a fio

corte a fio agie charmilles

Outra premissa é que os cortes, tanto para o ferramental de precisão quanto para a indústria automotiva, podem exigir uma série de mudanças até obter a peça final válida.

Envolvendo processos de corte completos de 2 e 4 eixos, com todas as suas diferentes variações e usando geometria 3D.

Deixando de lado outros aspectos do serviço técnico, também descobrimos que é desejável que os processos de corte possam ser definidos no final do estágio de projeto.

Independentemente de qual possa ser a geometria final.É melhor evitar as dependências do chão de fábrica e as personalizações desnecessárias para desejos pessoais.

Como discutimos anteriormente, é comum encontrar um sistema CAM com alguma funcionalidade CAD vinculada à máquina de eletroerosão a fio EDM CNC. Porque ambos foram comprados juntos sem a opção de escolha.

No entanto, estes sistemas não oferecem a possibilidade de novas ferramentas de programação para máquinas diferentes ou novas e diferentes formas de trabalho.

Três máquinas diferentes significam três softwares diferentes e três maneiras diferentes de trabalhar. Esta não é realmente uma situação confortável.

Assim, solução FIKUS é uma das poucas soluções CAM para eletroerosão a fio. Fornecendo a abordagem correta com todas as máquinas CNC e tecnologias que podem ser encontradas neste campo complexo.

A parceria com o software CAD/CAM CIMATRON, a integração com as máquinas AgieCharmilles (diretamente dentro do CNC), assistentes de parâmetros Sodick / Fanuc / Mitsubishi / Agie Charmilles e a projeção internacional não são coincidência.

O manuseio da geometria de corte, as atualizações geométricas e a rápida análise geométrica CAD (muitas vezes, se torna muito difícil ou impossível dependendo do sistema), automação de procedimentos de corte e assistência tecnológica são simplesmente únicos.

Depois de obter as geometrias de corte, e é justo reconhecer aqui a espetacular e efetiva aplicação CIMATRON DIE para a criação de estampos progressivos.

O FIKUS, não menos espetacular, é capaz de gerar automaticamente a sequência de procedimentos de corte para as peças serem cortadas tendo em conta a tecnologia diferente de cada máquina.

Portanto, os procedimentos de corte personalizados pelo usuário podem ser agrupados em modelos para uso posterior em um trabalho semelhante.

Processos podem ser editados, modificados e exportados

O FIKUS permite que o usuário escolha a tecnologia para a máquina de erosão específica. Uma vez carregada a geometria, seja diretamente no Fikus CAD ou no CIMATRON ™.

Então, o sistema Fikus reconhecerá automaticamente os pontos de entrada (o centro do círculo é o caminho comum), a geometria de corte (elementos simples ou agrupados).

No fim, o Fikus Technology Wizard aplicará a seqüência de procedimentos de corte, de acordo com os parâmetros tecnológicos selecionados (tipos de material e fio, qualidade a ser atingida, altura da peça e outros).

O Fikus Technology Wizard faz tudo automaticamente: Obtém os dados da geometria, lê as informações inseridas pelo usuário e compara tudo com o banco de dados fornecido pelo fabricante da máquina para gerar a sequência de corte correta.

Devemos também enfatizar aqui que o uso do Technology Wizard no FIKUS garante que o programa da máquina gerado está correto.

Concluindo, evita erros humanos, tão comuns ao usar as tabelas da máquina de eletroerosão a fio CNC, de forma manual. E não menos importante, todo o trabalho é feito em apenas alguns segundos.

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