Tudo o que você precisa saber sobre usinagem CNC de grande porte

Grande Usinagem CNC

Usinagem de peças grandes ou componentes apresentam desafios com as técnicas tradicionais. Esses componentes exigem grandes dimensões, peso e complexidade além da capacidade das máquinas convencionais. 

No entanto, este problema é resolvido com a utilização de grandes usinagem CNCEssas máquinas podem produzir peças superdimensionadas com precisão. Os setores de mineração, agricultura, construção, petróleo e gás contam com essas máquinas de grande porte para componentes pesados ​​e que exigem precisão.

A usinagem CNC de grande porte pode usinar peças que pesam até 30-50 toneladas e têm diâmetros extragrandes. Os engenheiros também podem fazer testes e ensaios com o prototipagem rápida processo para reduzir o desperdício de material e os custos de produção posteriormente.

A usinagem em larga escala não deve ser mal interpretada com base apenas em sua faixa de tamanho. É preciso enfatizar as peças envolvidas, a complexidade do projeto, a configuração da máquina e os requisitos de tolerância.

Este guia explicará tudo sobre usinagem CNC de grande porte, suas aplicações, considerações de design e como planejar a usinagem eficiente de peças grandes.

O que é usinagem CNC de grande porte?

Máquina CNC grande

Grande usinagem de precisão Permite fabricar componentes maiores e atingir tolerâncias rigorosas. Essas máquinas podem processar peças de algumas polegadas ou vários metros. Indústrias aeroespaciais, automotivas, de construção e de máquinas pesadas utilizam essas máquinas para criar peças que não poderiam ser fabricadas com técnicas convencionais.

O processo é subtrativo, cortando o material do bloco usando um método controlado por computador. Peças grandes exigem planejamento meticuloso para cada corte, assim como operações CNC de pequena escala. A ferramenta utilizada, a configuração da máquina e o manuseio da peça são essenciais para eliminar erros que podem custar caro em termos de material e tempo.

Grandes máquinas CNC permitem a produção de formas complexas e detalhes complexos, chegando a tamanhos gigantescos. Pré-simulação: simulações de pré-produção auxiliam na detecção de possíveis problemas, caminhos de corte e redução de desperdícios. Quando configuradas corretamente, você pode obter tolerâncias rigorosas e acabamentos de qualidade, para que cada peça possa ser usada de acordo com os requisitos exatos de sua funcionalidade. (Veja também: De produção de aditivos)

Especificações de Máquinas CNC para Grandes Componentes

Grande peça usinada em CNC

A usinagem de componentes de grande porte utiliza máquinas especializadas de grande porte que trabalham com peças superdimensionadas. Essas máquinas apresentam capacidades únicas com base no tamanho, formato e material. Centros de usinagem horizontais e verticais, tornos CNC e fresas de pórtico são utilizados em operações de torneamento, fresamento, furação e mandrilamento.

A escolha correta da máquina é essencial. Geralmente, peças longas e pesadas e operações de alto torque podem ser atendidas com:

• Centros de Usinagem Horizontais (HMCs)

Para fresamento e acabamento de detalhes de superfície, a melhor escolha é:

• Centros de Usinagem Verticais (VMCs)

Quando você precisa de componentes cilíndricos, torneamento, rosqueamento e contorno devem ser realizados. Então, 

• O torno CNC é uma escolha ideal

Para as maiores peças envelopadas de trabalho que passam por procedimentos de processamento adicionais, como soldagem, aquecimento e montagem.

• Os moinhos de pórtico são ideais.

Por meio da seleção cuidadosa da máquina, configuração de ferramentas e planejamento minucioso, resultados de qualidade e desempenho repetido são garantidos na produção de componentes de grande porte. (Leia mais sobre Fresadora vs. Torno)

A tabela abaixo resume as principais especificações e capacidades das máquinas de peças grandes típicas usadas na indústria:

O grande processo de usinagem CNC

A usinagem de peças grandes exige um procedimento bem organizado. Diversas etapas críticas são realizadas para validar a precisão e a eficácia. Essas etapas auxiliam engenheiros e operadores a lidar com usinagens em larga escala. Veja aqui um detalhamento de cada etapa.

CAD na resolução de problemas

O processo inicial consiste na elaboração de um modelo completo da peça com a ajuda de um software CAD. Este modelo pode ser 3D ou 2D, dependendo da complexidade do componente. O projeto enfatiza as medidas necessárias.

• Threads
• Tolerâncias:
• Linhas de referência 

Um modelo CAD projetado direciona o operador e deixa a peça pronta para ser usinada com precisão.

Conversão de projetos CAD para código compatível com CNC

As máquinas CNC não conseguem ler arquivos CAD diretamente. Esses arquivos são convertidos em software CAM (Manufatura Assistida por Computador) para gerar trajetórias de ferramentas e código G para criar instruções sobre quais sequências de cortes devem ser executadas e quais movimentos a máquina deve realizar. O software também estabelece parâmetros como a taxa de avanço e o número de rotações do fuso. 

Preparação de ferramentas e peças de trabalho

Uma vez que o código esteja pronto, o próximo passo é escolher o material e a máquina corretos. Isso envolve determinar a máquina e as ferramentas CNC adequadas e configurar as operações de acordo com os requisitos da peça. A escolha da máquina varia de acordo com o 

• Dimensões:
• Complexidade de peças/componentes
• Características do material

O posicionamento correto da peça e a fixação adequada são essenciais para evitar erros de usinagem.

Geração automatizada de peças

A última etapa é o início do processo de usinagem. Os engenheiros avaliam tudo e garantem que todas as ferramentas estejam instaladas corretamente e que a peça esteja firmemente fixada. Quando tudo estiver no lugar, o programa é executado na máquina. A máquina molda a peça de acordo com o projeto CAD, e a peça final mantém alta precisão e é finalizada nesta fase.

Dicas úteis para lidar com usinagem de peças grandes

A usinagem de componentes superdimensionados deve ser planejada e os detalhes devem ser considerados. Essas peças frequentemente envolvem desafios que não são encontrados em peças de tamanho padrão. Quanto mais cedo esses problemas forem corrigidos, menos tempo será desperdiçado, menos erros serão cometidos e melhor será o resultado esperado.

Planejamento de configuração múltipla

Peças grandes frequentemente envolvem múltiplas configurações de usinagem. As diversas posições de configuração permitem o acesso a diferentes áreas das peças e permitem a produção de determinadas características. É essencial manter o alinhamento uniforme em cada configuração para que as características das diferentes etapas se encaixem conforme o esperado. A falta de alinhamento adequado pode levar a imprecisões, desperdício de material e esforço extra.

Controlando tamanho e peso

O peso e o tamanho de uma peça podem restringir a usinagem disponível. A peça deve ser cortada em partes quando for superdimensionada para caber nos gabinetes da máquina. Os limites de peso, como os acessórios necessários para manter a peça no lugar, também podem ser importantes. Também é possível que peças altas ou pesadas não caibam com segurança sob a máquina, de modo que o projeto pode não ser prático.

Disponibilidade de ferramentas

A falta de ferramentas especializadas geralmente caracteriza a usinagem de peças grandes. A maioria das máquinas e ferramentas padrão são mais adequadas para peças menores. Mesmo com máquinas CNC de grande porte, habilidades humanas são necessárias em algumas operações. Isso pode atrasar a produção e aumentar os custos com mão de obra.

Mantendo a Precisão

Alcançar alta precisão traz desafios na usinagem de peças grandes e em configurações com múltiplas configurações. Os operadores devem compensar a expansão térmica e monitorar atentamente os parâmetros de corte para obter qualidade em toda a peça.

Considerações da fase de projeto

Pode ser fácil usinar e montar peças grandes em peças menores. Seções modulares podem ser produzidas em diversos tamanhos e restrições de peso, se o cliente permitir. Também é essencial selecionar o tipo correto de máquina. Certas operações de torno são tradicionalmente realizadas em uma fresadora de 4 eixos, proporcionando novas oportunidades e acesso mais fácil a algumas formas complexas.

Softwares CAD avançados ajudam a planejar a melhor máquina e a configurá-la para cada trabalho. Isso torna o processo eficiente, minimiza erros e produz peças de alta qualidade.

Aplicações de grande usinagem CNC

Benefícios da usinagem CNC de grande porte

Grandes indústrias de serviços de usinagem CNC que dependem de peças pesadas e de alta precisão. Atendemos, por exemplo, os principais setores automotivo, aeroespacial, de energia e eletrônico.

Automotiva

Anel de metal flangeado usinado em CNC

A usinagem CNC de peças grandes aplica-se a peças automotivas, como motores, eixos, cabeçotes e caixas de câmbio. O processo proporciona qualidade uniforme e atende a tolerâncias praticamente fechadas em todas as peças.

Indústria aeroespacial

O peças aeroespaciais exigem alta precisão para desempenho ideal e segurança de voo. A usinagem CNC de grande porte produz peças de fuselagem, longarinas de asa e conjuntos de trem de pouso. Também promove a fabricação de componentes substitutos e atualizações.

Geração de energia e energia

Rotor de turbina a gás na oficina

Em turbinas, motores e componentes de máquinas geradoras de energia, as máquinas CNC garantem que as peças sejam rígidas para suportar tensões operacionais sem variação dimensional.

Mineração

O maquinário de mineração é altamente dependente de peças robustas e resistentes. Grandes máquinas CNC fabricam cremalheiras, braços de elevação e caixas de engrenagens. Esses componentes precisam resistir a condições severas e de trabalho contínuo.

Petróleo e gás

Equipamentos de petróleo e gás geralmente estão sujeitos a altas pressões. A usinagem CNC de grande porte fabrica peças para plataformas, bombas de fraturamento hidráulico e bielas. 

Tipos de máquinas CNC para usinagem de peças grandes

A usinagem de peças grandes requer máquinas construídas com resistência, precisão e estabilidade. Diferentes tipos de máquinas CNC apresentam certas vantagens, dependendo do tamanho, formato e material da peça. A seleção da máquina apropriada determina precisão, eficiência e segurança.

Centros de Usinagem Horizontais

Ilustração do Centro de Usinagem Horizontal

As peças pesadas das carcaças e estruturas das turbinas podem ser usinadas em suas grandes plataformas, que geralmente têm mais de 15 metros quadrados de área. Seus fusos de alto torque e multieixos as tornam ideais para fresamento, mandrilamento e furação em geometrias mais complexas.

As máquinas são populares em aplicações aeroespaciais e industriais devido à sua precisão e capacidade de manuseio de peças grandes e complexas. Elas são projetadas para se estabilizar mesmo sob grandes forças de corte.

Centros de Usinagem Vertical de Peças Grandes

Centro de Usinagem Vertical

Os centros de usinagem verticais são posicionados verticalmente e se movem multiaxialmente. São perfeitos para fresamento, furação e acabamento de peças com formatos complexos. Áreas de usinagem de até seis metros quadrados, acopladas a fusos de alta velocidade, garantem um alto padrão de acabamento superficial.

São frequentemente aplicados nas indústrias aeroespacial e automotiva. Mantêm tolerâncias estreitas, mesmo em peças grandes, e podem ser usados ​​em peças que exigem geometrias complexas sem reduzir a precisão.

Tornos CNC

Mandril de torno CNC

Tornos CNC giram a peça a ser usinada e uma ferramenta de corte remove parte do material. Tornos de grande porte hoje incluem funções multieixo e de ferramenta motorizada, e podem cortar peças com muitos metros de comprimento ou largura.

Eles são mais adequados para objetos cilíndricos, por exemplo, eixos, rolos e pinos em transporte, petróleo e gás e mecanismos pesados. Tornos CNC grandes podem processar materiais como ferro fundido e aço inoxidável, que se expandem quando aquecidos. Eles também suportam superfícies de rosca, face e acabamento.

Moinhos de Pórtico

Moinho Pórtico

Os moinhos de pórtico fornecem uma estrutura rígida que suporta peças grandes e pesadas usando uma estrutura de pórtico. A área da mesa é de até 20 metros quadrados, o que permite a usinagem de várias toneladas de peças.

Essas máquinas, como as de mineração e grandes peças de máquinas industriais, são utilizadas para fresamento e fabricação pesados. Seus recursos de longo curso e multieixos proporcionam precisão em peças grandes e rigidez ao corte.

Materiais de usinagem Usado em usinagem CNC de grande porte

A usinagem CNC de grande porte pode trabalhar com diversos materiais. A escolha depende dos requisitos de resistência da peça, do peso e do ambiente em que será operada. Usar o material certo garante um desempenho confiável do componente.

Capacidades de usinagem CNC de peças grandes da Boda

A Boda Tech utiliza máquinas CNC para produzir peças grandes com precisão e eficiência. Peças superdimensionadas com tolerâncias exigentes e acabamentos de qualidade podem ser usinadas com nossas fresadoras horizontais e verticais, tornos e máquinas multieixos.

Também oferecemos serviços auxiliares como montagem, tratamento térmico, soldagem, têmpera e usinagem. Isso significa que você pode obter todos os serviços no mesmo local, reduzindo atrasos e facilitando os processos do seu projeto.

Entre em contato com a Boda se precisar Serviços de usinagem CNC para peças/componentes de grande porte. Nossa equipe está sempre pronta e comprometida em fornecer precisão, confiabilidade e entregas pontuais. Garantimos que você receberá componentes de qualidade padrão que atendem às suas especificações de projeto e funcionam conforme o esperado.