O mundo da manufatura atual depende fortemente de precisão e automação. Uma das ferramentas mais poderosas para tornar isso possível é a complexa usinagem CNC.
O processo envolve ferramentas de corte controladas por computador que seguem Código G CNC para moldar metal, plástico ou cerâmica em peças exatas. Seja criando formas simples ou designs altamente detalhados, Usinagem de precisão CNC pode fazer tudo.
A usinagem CNC personalizada possibilita a produção de peças complexas com tolerâncias rigorosas. Empresas que precisam de usinagem CNC para peças de alto desempenho e precisão incluem os setores aeroespacial, médico e automotivo.
Neste artigo, mostraremos como a usinagem de precisão complexa é configurada para peças de design complexas e explicaremos os princípios-chave por trás dessa poderosa tecnologia.
Vamos começar!
Por que usar usinagem CNC para peças complexas?
Programação de Usinagem CNC
A usinagem CNC complexa é a melhor escolha para a fabricação de peças pequenas e precisas. Essas peças geralmente são feitas com peças curvas, espaços apertados e diversas superfícies unidas. A etapa crucial é escolher a melhor máquina CNC.
Existem dispositivos feitos para lidar com trabalhos simples e complexos. Formas simples permitem que máquinas com 3 eixos trabalhar. Usinagem CNC de peças complexas muitas vezes só pode ser feito usando Máquinas de 5 eixos ou centros de fresamento e torneamento. A escolha da sua máquina deve ser baseada no tamanho, formato, tolerância permitida e tipo de material de cada peça.
Sempre que possível, os engenheiros que trabalham com projetos tendem a manter as peças o mais simples possível. Estruturas mais simples resultam em melhor produção, menos despesas e maior eficiência. No entanto, se uma peça precisa ser complexa, a usinagem CNC avançada pode garantir excelentes resultados.
Usinagem CNC de 3 eixos: ideal para peças simples
Usinagem CNC de peças de aeronaves
A usinagem de 3 eixos é a prática CNC usual. Há dois processos principais: Fresamento CNC e torneamento CNC. O movimento da máquina nas direções X, Y e Z é possível independentemente do método, mas a peça nunca sai da base durante esses cortes.
A usinagem de 3 eixos é confiável e a menos dispendiosa. É adequada para criar peças usinadas de precisão complexas recursos como ângulos e buracos. Configurar as coisas é simples e executá-las não é complicado.
Ao mesmo tempo, máquinas de 3 eixos não conseguem criar algumas formas complexas. O material precisa ser reposicionado para alcançar algumas peças ou criar geometrias precisas. Esse é o papel de tipos mais avançados de máquinas.
Usinagem CNC de 5 eixos: ideal para peças complexas
A usinagem CNC de 5 eixos é a opção ideal para a fabricação de peças que não sejam retas ou planas. A peça é torneada em dois eixos extras, além dos eixos usuais. X, Y e Z.
A técnica elimina a necessidade de parar e reiniciar a peça, pois a máquina pode acessar todas as suas áreas em uma única operação. As máquinas reduzem o tempo e aumentam a precisão da fabricação de peças com muitos detalhes.
O processo de 5 eixos gira a ferramenta de corte ou a mesa em torno de dois eixos adicionais, permitindo o acesso a múltiplas faces da peça em uma única configuração. Como resultado, há menos rebarbas e áreas de encaixe mais precisas, o que é essencial tanto em equipamentos aeroespaciais quanto médicos. Essa capacidade também torna a usinagem de 5 eixos adequada para usinagem de contorno, onde perfis curvos complexos e superfícies de forma livre exigem trajetórias de ferramentas multieixos precisas.
A desvantagem? O equipamento é caro e requer um profissional para operá-lo corretamente. No entanto, eles são excepcionalmente precisos em trabalhos desafiadores de usinagem CNC.
Máquinas Fresadoras
Fresadora
As fresadoras-torneadoras são projetadas para fresar e tornear peças usando apenas uma máquina. A peça gira para o torneamento e depois se move para uma posição fixa para o trabalho de fresamento.
Essas ferramentas híbridas são ideais para usinagem CNC complexa, especialmente quando a peça precisa ser usinada mais de uma vez. Graças a uma configuração única, elas realizam o trabalho com menos manuseio, ganham mais velocidade e garantem tolerâncias precisas.
Apesar de bastante avançadas, as fresadoras-torneadoras permitem que as empresas concluam peças complexas de forma mais rápida e barata.
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O que considerar na usinagem CNC complexa
Ao lidar com usinagem CNC complexa, tudo conta. O tempo disponível e o orçamento são definidos por um planejamento cuidadoso. Certifique-se de estudar os recursos, as ferramentas e as formas de configuração, além da precisão necessária da peça.
Dimensões e tamanho das peças
Ferramentas de desenho de dimensionamento de peças
Peças maiores nem sempre são as mais complicadas. Muitas vezes, é mais simples cortar uma peça grande e plana do que uma peça pequena com muitas bordas afiadas ou profundas.
Quando a usinagem é complexa, são necessários processos monitorados de perto na fabricação de peças pequenas e complexas. Todas as medições devem ser estáveis em todos os pontos do processo. Como resultado, erros produzidos por cortes em alta velocidade ou calor são menos prováveis.
Escolhas de ferramentas de corte
O tipo de ferramenta é determinado pelo tamanho e profundidade das peças. Ferramentas grandes cortam muito material de uma só vez. Elas não conseguem caber em alguns cantos apertados. O comprimento da ferramenta deve ser compatível com a velocidade, o ângulo do fuso e o cabeçote.
Quando o trabalho é complexo, ferramentas mais curtas ajudam a reduzir a vibração e resultam em um trabalho mais limpo. Elas também ajudam a obter superfícies curvas mais suaves e detalhes de borda precisos, que são importantes para usinagem de filetes Para criar bordas arredondadas e reduzir a concentração de tensão.
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Chanfro vs. Chanfro
Tempo total de processamento
Quanto mais complexa for a peça, mais etapas serão necessárias. Cada etapa adiciona tempo e pode envolver trocas de ferramentas, configurações de dispositivos de fixação e verificação do alinhamento ou das tolerâncias da peça. Movimentos de 5 eixos ou funções de fresamento e torneamento podem ser necessários em uma peça que inclua furos angulares e rebaixos. Como operam em todos os lados, essas máquinas reduzem o tempo necessário para cada ciclo. Leia mais:Usinagem de corte inferior
Tolerâncias e Precisão
Garantir maior precisão é sempre mais difícil e acarreta um custo adicional. Você deve trabalhar com ferramentas e máquinas afiadas que ofereçam alta precisão em velocidades mais baixas.
As tolerâncias definem os ajustes precisos para peças complexas. Mesmo um pequeno erro pode criar dificuldades no futuro. As condições térmicas, o tipo de metal em que você está trabalhando e a condição da sua ferramenta de corte também são importantes. Quanto maior a tolerância necessária, mais tempo levará e mais trocas de ferramentas serão necessárias; portanto, considere a finalidade da peça ao definir as tolerâncias.
Acabamentos de superfície para usinagem CNC complexa
O tratamento de superfície significa adicionar toques finais para tornar um produto atraente, durável e mais funcional. Uma gama de acabamentos está disponível em usinagens CNC complexas, cada uma delas oferecendo algo valioso. A melhor escolha para uma peça é influenciada pelo seu design e pela forma como será utilizada.
Jateamento
Peça finalizada com jateamento de esferas
Trabalhadores experientes utilizam o jateamento de esferas como um processo manual. Peças complexas recebem um acabamento fosco e acetinado. Este acabamento remove linhas e pequenas marcas de ferramentas da usinagem. Também cobre pequenos problemas e torna as superfícies mais consistentes. Lembre-se: ele remove apenas uma fina camada de material. Por isso, você deve sempre verificar as tolerâncias antes de optar por esta abordagem.
Polimento Espelho
Polimento de espelhos de iluminação automotiva
Use o polimento espelhado se quiser itens com um revestimento brilhante e reflexivo. Usando pós finos, essa técnica deixa seu carro com aparência lisa e brilhante. Em usinagens CNC complexas, você deve optar por esta técnica se precisar de um acabamento suave ou um resultado elegante. Ele também alisa a superfície e ajuda a limpar mais rápido. Muitos setores se beneficiam dos recursos atraentes e valiosos do polimento espelhado.
Eletropolimento
Peças eletropolidas
O eletropolimento lustra e limpa uma superfície usando uma corrente elétrica. Você mergulha a peça complexa em um banho com um eletrólito e uma corrente elétrica remove a camada superior. Ele melhora a resistência à corrosão e alisa superfícies internas de difícil acesso por polimento mecânico. É benéfico em áreas que outras ferramentas não conseguem acessar. Como o eletropolimento torna as peças menos propensas a abrigar bactérias, é comumente usado na área médica.
Anodização
Produto Anodizado
A anodização confere às suas peças uma blindagem e uma cor vibrante. Um processo eletroquímico cria uma camada de óxido que oferece alta resistência ao desgaste e à corrosão. Normalmente, é um mau condutor de eletricidade. O revestimento previne tanto o desgaste quanto a corrosão. Com a anodização, as possibilidades de design aumentam em usinagens CNC complexas. Você tem a opção de usar as cores preta, vermelha ou azul. A anodização dura é amplamente escolhida por ser durável e proporcionar longa vida útil.
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Como usar uma máquina CNC para peças complexas
Rolamentos, fixadores e usinagem de engrenagens
O primeiro passo para fabricar peças complexas é um planejamento cuidadoso e a seleção adequada da máquina CNC. Para um processo de fabricação tranquilo, siga os passos que descrevemos.
Etapa 1: projete sua peça
O primeiro passo é projetar uma representação clara da sua peça. Torne seu desenho preciso e completo utilizando práticas padrão de projeto CNC. Isso evita problemas durante a usinagem.
Etapa 2: Exporte seus arquivos CAD
Depois disso, exporte seu design para um local adequado CAD e CAM arquivo. Você pode encontrar três formatos comuns: STEP, IGS e PARASOLID. Os arquivos incluem as informações geométricas. Os arquivos STL são amplamente utilizados na impressão 3D por sua simplicidade, mas não incluem unidades ou dados detalhados. Os arquivos OBJ podem incluir texturas e cores, mas nem sempre representam a geometria com a mesma precisão que Arquivos STEP ou IGS.
Etapa 3: envie seu desenho como PDF
Embora não seja obrigatório, compartilhar seu desenho de engenharia em PDF é útil. Isso é ainda mais importante se sua peça precisar ajustes apertados, tamanhos pequenos ou furos roscados. Se você marcar informações vitais no PDF, a pessoa que opera a máquina saberá suas necessidades com mais clareza.
Passo 4: Solicite um Orçamento Gratuito
Depois que todos os seus arquivos estiverem preparados, encaminhe-os para a empresa de usinagem complexa
para análise. A equipe analisará todos os arquivos que você fornecer. Na Boda, nossos serviços abrangem diversas tarefas de usinagem CNC para peças que não são simples. Você receberá um orçamento com os prazos de entrega e o preço do seu projeto.
Conclusão
Para resumir, o comum Técnica de usinagem CNCFresamento, torneamento e roteamento são a melhor maneira de fabricar peças complexas com precisão. Escolher um modelo exemplar Serviço de usinagem CNC e ter um desenho preciso são essenciais para obter ótimos resultados.
O processo CNC adequado pode proporcionar acabamentos excelentes, independentemente da complexidade da sua peça. Tudo depende da escolha da máquina CNC adequada às suas necessidades.
Na Boda Tech, nossos engenheiros experientes possuem as habilidades e o conhecimento necessários para lidar com seus projetos complexos de usinagem CNC. Se tiver alguma dúvida sobre nossos serviços, entre em contato conosco. contate-nos!
Perguntas Frequentes
Q1. Qual é o material mais rígido para CNC?
O tungstênio é um dos materiais mais difíceis de usinar. É denso e quebradiço, o que o torna difícil para ferramentas e retarda o processo. A usinagem do tungstênio requer ferramentas especiais, baixas velocidades e manuseio cuidadoso. Outros materiais duros incluem Inconel, aço temperado e titânio.
Q2. Como vocês calculam os custos de usinagem CNC?
Adicione tempo de máquina, material, mão de obra e acabamento para calcular os custos de usinagem CNC. Comece com o valor por hora da máquina e multiplique-o pelo tempo que leva para fabricar a peça. Em seguida, inclua o custo do material, o tempo do operador e quaisquer tratamentos de superfície. O total fornece um custo aproximado por peça.
Q3. Quanto custa por hora a usinagem CNC de 5 eixos?
A usinagem CNC de 5 eixos geralmente custa entre US$ 75 e US$ 200 por hora. O preço depende da qualidade da máquina, da complexidade da peça e da habilidade do operador. Peças de alta precisão ou aeroespaciais podem custar mais. Para trabalhos mais simples, o preço pode ser mais baixo.
Q4. Quais são os cinco comuns tipos de máquinas CNC?
As cinco máquinas CNC mais comuns são:
- Fresadoras CNC para corte e conformação
- Tornos CNC para torneamento de peças redondas
- Roteadores CNC para materiais macios como madeira e plástico
- Cortadores de plasma CNC para chapas metálicas
- Máquinas CNC EDM para trabalho preciso em metais duros
Cada um é usado para diferentes tipos de peças e materiais.
Q5. Qual é a linguagem de programação CNC mais comum?
O código G é a linguagem CNC mais utilizada. Ele informa à máquina como mover, cortar e trocar ferramentas. Quase todas as máquinas CNC usam código G, e a maioria dos softwares CAD/CAM consegue criá-lo automaticamente a partir de projetos de peças.