Como funciona o torno CNC?

Você já se perguntou como as peças de metal são feitas com precisão?

Um torno CNC é a maravilha tecnológica que cria esse tipo de engenharia de precisão. A máquina transforma matérias-primas em produtos com excelente precisão e consistência.

O que é Torno CNC?

Um torno CNC é uma máquina-ferramenta programável que gira uma peça de trabalho em torno de um cortador fixo. Sua produção é aprimorada por essas máquinas avançadas. O avanço é resultado da mistura entre movimentos tradicionais de torno com a consistência da precisão digital.

Peças de torno CNC

Todas as partes desempenham um papel vital no funcionamento de um máquina de torno para precisão e exatidão.

• Cabeçote: É acoplado ao eixo e fornece energia para girar sua peça de trabalho em várias velocidades.
• Cabeçote móvel: Suporta a extremidade oposta da peça de trabalho durante a usinagem.
• Cama: O principal suporte estrutural para as outras peças do seu torno.
• Transporte: Suporta e movimenta suas ferramentas pela peça de trabalho.
• Mandril: Segure a peça de trabalho firmemente durante a rotação.
• Torre de ferramentas: Possui diversas ferramentas de corte que podem ser trocadas rapidamente em sua operação.
• Painel de controle: Uma interface de usuário onde você insere comandos e gerencia o trabalho da sua máquina.
• Fuso: Gira sua peça de trabalho na velocidade programada.
• Caminhos: Superfícies de solo que regulam o movimento da sua carruagem.
• Sistema de refrigeração: Circula um líquido de arrefecimento que ajuda a evitar o superaquecimento durante as operações de corte.
• Servomotores: Transforma sinais eletrônicos em movimentos precisos para os eixos da sua máquina.
• Parafusos de esfera: Faça movimentos de precisão com o mínimo de folga, transformando movimento rotacional em linear.
• Codificadores: Para maior precisão, monitora a posição e a velocidade dos componentes da sua máquina.
• Sistema de lubrificação: Mantém os componentes móveis da sua máquina com movimento suave.
• Transportador de cavacos: Ele remove os cavacos de metal gerados no seu processo de usinagem.
• Guardas de segurança: Protege você tanto de lascas voadoras quanto de peças móveis do equipamento.

Princípio de funcionamento do torno CNC

· Programação de torno CNC e como funciona

É assim que seu design é transmitido para o torno CNC. O processo traduz seus desenhos em uma linguagem que é legível pela máquina e instrui a máquina em tudo o que ela faz.

Seu processo de design normalmente começa com CAD (Design Assistido por Computador) software no qual você modela sua peça alvo em 3D elaborado. Seus designs incluem todas as informações dimensionais necessárias para a produção.

Seu design é traduzido pelo software CAM (Computer Aided Manufacturing) quando seu design é concluído, e ele transforma seu design em trajetórias de ferramentas. Suas trajetórias de ferramentas consideram a capacidade da sua máquina, as geometrias da sua ferramenta de corte e as propriedades do material.

O software CAM cria um programa que é predominantemente Código G, a linguagem que seu torno CNC entende. O código tem instruções para movimento da ferramenta, velocidade do fuso, taxa de avanço e auxiliares.

Uma linha de código conta uma ação específica na sua máquina. Por exemplo, sua máquina irá se mover em linha reta por G01. Por outro lado, sua máquina irá se mover no sentido horário por G02.

Além disso, seu software pode ser carregado na máquina por vários meios, como conexão computador-máquina, USBs ou por meio de redes. Tornos CNC mais recentes também incluem interfaces fáceis de usar nas quais você pode visualizar o software antes de executá-lo. O recurso de simulação permite que você determine se há algum problema antes que o material seja cortado.

Além disso, a maioria dos tornos CNC agora tem interface de programação conversacional. Isso permite que você programe diretamente na máquina por meio de entrada gráfica e entradas orientadas por menu. É mais prático programar peças menos complexas ou fazer alterações de forma rápida.

Seu programa é então carregado na sua unidade de controle de movimento (MCU) e ela lerá seu código e o traduzirá em sinais elétricos assim que for carregado.

Seu sistema de controle de movimento é informado exatamente sobre quais movimentos fazer por esses sinais. Enquanto faz isso, seu torno está monitorando o feedback de posição para que ele possa ser preciso.

· Movimento ao longo dos eixos da máquina de torno CNC

A precisão do seu torno CNC resulta da sua máquina ter a capacidade de posicionar ferramentas de corte em eixos pré-determinados com máxima precisão. O tamanho final e o acabamento da superfície das suas peças são determinados por esses movimentos.

Os dois eixos pelos quais um tipo típico de torno CNC é operado são X e Z. O movimento radial da sua peça de trabalho é controlado pelo eixo X, que determina o diâmetro.

Quando sua ferramenta de corte está se movendo ao longo do eixo X, ela está se movendo em direção ao seu centro de rotação ou para longe dele. Esses movimentos cortam seus diâmetros externos, furos internos e operações de faceamento. Sua resolução nesses movimentos pode ser de apenas 0,0001 polegadas, obtendo suas tolerâncias dimensionais exatamente corretas.

O eixo Z está em paralelo com seu fuso e dá à sua peça de trabalho a direção em comprimento. Seu eixo Z define a localização em sua peça para recursos. Quando usado em conjunto com outros eixos, seu movimento do eixo X combinado com seu movimento do eixo Z gerará cones, contornos e ombros. Seus dois eixos coordenados fornecem usinagem de perfil de geometrias avançadas para suas especificações exatas.

Tornos CNC mais sofisticados permitem que você expanda sua capacidade de fabricação para níveis mais altos. Isso lhe dá controle sobre a rotação do fuso para que você possa posicionar sua peça de trabalho angularmente com precisão.

Com isso, é possível fresar, furar fora do centro e cortar contornos complexos do seu torno. A capacidade do eixo Y fornece movimento em uma direção perpendicular aos eixos X e Z. Isso fornece a possibilidade de criar recursos excêntricos e fresar regiões não cilíndricas em suas peças.

O movimento que aciona esses eixos é de parafusos de esfera precisos que são montados em servomotores. Enquanto seu software roda, o sistema de controle instrui os motores, e eles giram os parafusos de esfera com incrementos precisos.

O movimento é convertido em movimento linear do seu carro de ferramentas. A posição real é lida por mecanismos de avanço como escalas lineares ou codificadores rotativos e comparada com a posição programada.

Você pode aprender mais sobre diferentes tipos de eixos em máquina CNC.

· Processo de usinagem de torno CNC

O processo de usinagem de torno CNC trabalha sua matéria-prima por meio de uma sequência de estágios controlados. Os passos sequenciais se baseiam uns nos outros para entregar suas especificações de design com excelente eficiência.

A preparação inicia seu processo de usinagem. Consiste em escolher a ferramenta certa para cortar de acordo com seu material e operação, prender a peça de trabalho no mandril, certificar-se de que a peça de trabalho esteja alinhada e definir os deslocamentos da ferramenta. Esses deslocamentos sinalizam à máquina onde cada ponta da ferramenta está em relação a um ponto de referência para que sua peça finalizada possa atingir precisão dimensional.

Seu software CNC executa a operação de usinagem após a configuração. Operações típicas incluem faceamento, criando superfícies planas perpendiculares ao eixo de rotação. Torneamento produz seções cilíndricas ao longo do comprimento da sua peça de trabalho. Mandrilamento, que cria ou amplia diâmetros internos. Rosqueamento corta roscas de parafusos precisas. Ranhuramento, que cria canais ou reentrâncias na sua peça.

Essas operações são executadas com sua peça de trabalho girando em taxas de acordo com seu material e sua necessidade de corte. Seu material feito de alumínio, por exemplo, pode girar a milhares de RPM.

No entanto, seu material feito de aço inoxidável requer taxas mais baixas para não desgastar suas ferramentas e gerar calor desnecessário. Suas ferramentas cortam o material a cada golpe, progredindo ao longo de seu caminho pré-calculado até que sua peça esteja dimensionada corretamente.

Durante o processo, sua peça de trabalho pode ser tratada com um fluido de corte que serve a múltiplas funções. As funções incluem:

• Resfriamento da peça de trabalho e da ferramenta
• Lubrificação da interface entre o corte para minimizar o atrito
• Lavagem de cavacos que possam obstruir o acabamento da superfície ou a função da ferramenta.

Tornos CNC modernos têm sistemas de refrigeração de alta pressão. Esses sistemas de refrigeração direcionam o fluido em áreas críticas da máquina.

Conforme a usinagem progride, seu torno CNC pode alternar automaticamente as ferramentas de uma operação para outra. A torre da ferramenta girará para posicionar a próxima ferramenta necessária, mantendo a posição precisa por meio do sistema de referência da máquina. Essa capacidade permite a conclusão de peças complexas em uma única configuração, reduzindo o tempo de manuseio e melhorando a precisão geral.

Dependendo da precisão necessária para as peças, seu torno CNC pode fazer várias passagens. As passagens de acabamento fazem cortes mais leves em velocidades mais altas para atingir a qualidade de superfície superior e tolerâncias apertadas, e os cortes brutos removem rapidamente a maior parte do material. Seu controlador define o número e a quantidade dessas passagens dependendo da sua demanda de qualidade.

Após a usinagem, sua peça pode ser inspecionada em processo com ferramentas de medição ou medidores em conjunto com o torno CNC. Esses sistemas verificam as dimensões críticas antes que a peça seja removida da máquina.

Elas também fornecem a oportunidade de ajuste para atender aos requisitos. Esta inspeção garante que sua peça atenda aos padrões exigidos antes que a produção continue com procedimentos de produção adicionais.

Perguntas frequentes

Quão precisos são os tornos CNC?

Os tornos CNC modernos alcançam precisão de ±0,0001 polegadas.

O que é código G em usinagem CNC?

A linguagem de programação do seu torno CNC é chamada de código G. Comandos para movimentos de ferramentas, velocidades de corte e funções da máquina estão incluídos.

Conclusão

Um torno CNC combina princípios tradicionais de torneamento com a precisão de computadores para entregar suas peças precisas. Trabalhando com essas máquinas, você desfruta da engenhosidade da manufatura contemporânea.