A usinagem CNC é um método utilizado na maioria das operações de produção e amplamente empregado na maioria das indústrias. CNC é a abreviação de "Controle Numérico Computadorizado" e se refere ao uso de uma única estrutura ou de múltiplos computadores para controlar diferentes dispositivos de máquinas, como unidades industriais, roteadores e tornos.
O Controle Numérico Computadorizado (CNC) é um método de produção subtrativo que permite aos fabricantes produzir ferramentas de alta precisão de forma precisa e econômica. A usinagem CNC remove o excesso de material bruto das peças, através de fresas, para criar um produto final preciso a partir de materiais como plástico, metal e compostos.
A usinagem CNC é um método que utiliza um dispositivo de máquina controlado por computador para modificar um bloco de concreto bruto, transformando-o em uma forma diferente. Esse método se baseia em comandos digitais gerados por softwares CAM (Manufatura Assistida por Computador) ou CAD (Projeto Assistido por Computador), que são ferramentas essenciais para a escrita do código G. O controlador da máquina CNC lê esses códigos com pontos numéricos para executar o processo do início ao fim.
Atualmente, as equipes de usinagem têm muitas opções quando se trata de usinagem CNC multieixos, de 3 a 5 eixos ou até mesmo 9 eixos. Qual é a principal diferença entre cada grupo? Neste artigo, vamos destacar as principais semelhanças e diferenças entre dois tipos comerciais de usinagem CNC (3 eixos vs. 5 eixos) e descrever quando pode ser mais vantajoso usar um em vez do outro.
Tipos totais de máquinas CNC
Existem dez tipos de máquinas CNC no total. Seus nomes são:
- Fresadora CNC
- Máquina de torno CNC
- Máquina de perfuração CNC
- Máquina de corte a laser CNC
- Máquina retificadora CNC
- Máquina de corte CNC por jato de água
- Máquina de corte a plasma CNC
- Máquina de eletroerosão CNC
- Roteador CNC
- Impressora 3D
O que é máquina CNC de 5 eixos?
A usinagem de 5 eixos é um método que utiliza máquinas CNC para usinar peças ou componentes em cinco eixos opostos simultaneamente. Essa tecnologia permite a fabricação de peças muito complexas, sendo por isso muito comum, principalmente na indústria aeroespacial. Um dos principais fatores que impulsionaram o uso da usinagem CNC de 5 eixos foi a necessidade de aumentar a produtividade e reduzir o tempo de fabricação, desde o início do processo até a sua conclusão.
A capacidade de evitar o travamento da peça por meio da rotação da placa ou da peça de corte proporciona acesso rápido à geometria da peça, outro fator importante. Por fim, a vida útil prolongada de uma peça ampliada resulta da rotação da placa ou das peças de corte para manter o ponto de contato ideal e a taxa de cavacos consistente.
As máquinas de 5 eixos dependem do dispositivo, que pode se mover em cinco direções opostas — X, Y, Z, A e B — em torno das quais a ferramenta gira.
Tipos de máquinas de 5 eixos
Existem diversas vantagens em que as máquinas CNC de 5 eixos podem economizar muito tempo e otimizar seus processos. Essas máquinas estão disponíveis em vários tipos para atender às necessidades da crescente indústria de manufatura. Uma diferença fundamental entre as máquinas CNC de 5 eixos é o ajuste dos eixos rotativos. Elas podem ser de três tipos: mesa/mesa, cabeçote/cabeçote e mesa/cabeçote.
1-Cabeça/Cabeça
Os eixos rotativos desse tipo de máquina CNC estão localizados no cabeçote. São máquinas de 5 eixos com um cabeçote fixo em uma plataforma específica, que se movem através de uma mesa fixa que mantém a peça de trabalho no lugar. Assim, não há necessidade de se preocupar com a interferência da ferramenta no cabeçote da máquina. Isso permite que o cabeçote se movimente ao redor da peça, tornando as máquinas CNC de 5 eixos ideais para a produção de peças grandes. Seu projeto geralmente apresenta movimentos limitados nos eixos rotativos e na inclinação.
2-Mesas/Mesa
Neste modelo, os dispositivos possuem todos os eixos de rotação no centro da mesa e um curso regulado no eixo de rotação. O raio do eixo de rotação não é limitado. Este tipo de ajuste da máquina possui uma cobertura menor em comparação com outros tipos. Outros modelos são projetados com um motor específico que os permite trabalhar com rapidez.
3 mesas/cabeceira
Nesse tipo de estrutura de máquina, um dos eixos rotativos está localizado na mesa giratória e o outro na cabeça. O eixo de rotação está localizado na cabeça e tem um raio limitado, enquanto o eixo rotativo está posicionado na mesa e seu alcance não é restrito. Como a peça fica parada no eixo rotativo, esse ajuste limita o número de peças que podem ser fabricadas. Uma vantagem desse tipo de estrutura em relação ao modelo com duas cabeças é a capacidade de girar o dispositivo frequentemente sem se preocupar com o alcance de um ponto de controle específico.
Serviços de usinagem CNC de 5 eixos
As máquinas CNC de 5 eixos oferecem usinabilidade e velocidade incomparáveis para ferramentas usinadas complexas e com restrições de tempo. A equipe qualificada da MS Machining pode ajudar a transformar suas ideias em realidade, desde protótipos rápidos até peças de uso final, para aplicações críticas de segurança. As capacidades de fresamento de 5 eixos da MS Machining nos permitem fabricar peças específicas com geometria complexa.
Para obter detalhes sobre nossos serviços de usinagem CNC de 4 e 5 eixos, visite nossa página de serviços de usinagem CNC. O link está abaixo: https://ms-machining.com/contact-us/
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Processo de usinagem CNC de 5 eixos
A usinagem de 5 eixos é uma estrutura de usinagem CNC na qual a ferramenta de corte pode se deslocar ao longo de cinco eixos, em vez dos três eixos tradicionais.
Então, vamos falar sobre como funciona? Em uma máquina CNC de 3 eixos, o eixo se move para cima e para baixo, para os lados e para frente e para trás. As máquinas de 5 eixos, além dessa ação em 3 eixos, possuem dois eixos de rotação fixos: ou a mesa oscila lateralmente em dois eixos diferentes, ou o próprio fuso gira em dois eixos.
Qualquer um desses procedimentos permite que os instrumentos de corte se aproximem da peça de trabalho a partir de um número infinitamente maior de direções, tornando viável a geração de formas altamente complexas.
Isso também diminui o número de sistemas necessários: os operadores de máquinas não precisam girar manualmente a peça, pois a ferramenta de corte pode se estender mais. E isso torna todo o método de usinagem CNC muito mais rápido.
Usinagem CNC de 3 eixos versus máquina de 5 eixos
A principal diferença entre máquinas de 3 eixos e de 5 eixos reside no fato de que, com as de 3 eixos, a peça pode ser trabalhada em três eixos, enquanto com as de 5 eixos, a peça pode ser usinada em cinco eixos. Ambas oferecem processos de fabricação altamente flexíveis, computadorizados e replicáveis, permitindo a produção rápida e econômica de elementos idênticos. No entanto, a escolha entre uma e outra pode ser mais adequada por diversos motivos.
Se você precisa de uma previsão de tempo ou apenas cortar uma superfície plana, as máquinas de 3 eixos podem ser a solução ideal. Além de serem mais flexíveis do que as de cinco eixos, as máquinas de 3 eixos são fáceis de planejar, o que significa que você não precisará arcar com o custo de contratar programadores e engenheiros especializados. Além disso, o tempo de preparação é menor com a usinagem CNC de 3 eixos.
Se você precisa fabricar uma peça complexa ou com geometria complexa, certamente desejará usar usinagem CNC de 5 eixos. Com a usinagem CNC de 5 eixos, você terá margens de erro mais altas, maior precisão, maior liberdade de trabalho e a capacidade de produzir peças maiores rapidamente.
Componentes de uma máquina CNC
Uma máquina CNC possui 13 componentes. Seus nomes são:
1-O dispositivo de entrada
Unidade de controle de 2 máquinas
3-Máquinas-ferramentas
4 - O Sistema de Acionamento
Mecanismo de feedback de 5 vias
Unidade de exibição de 6 peças
7 cama
8-Cabeça
9 - O Contra-ponto
10-Eixo do Contra-ponto
11 pedais ou um pedal de controle
12-Chuck
13 - O Painel de Controle
Prós da usinagem CNC de 5 eixos
A usinagem CNC de 5 eixos é reconhecida por sua alta capacidade e precisão, permitindo a finalização da peça com apenas uma fixação. É ideal para a produção de moldes modernos, como os de autopeças e componentes aeronáuticos complexos. A usinagem CNC de 5 eixos é amplamente utilizada na fabricação industrial e nos setores aeroespacial, militar, de pesquisa científica, na fabricação de instrumentos de alta precisão e na produção de dispositivos médicos de alta precisão. Trata-se de uma técnica de ponta que transforma o impossível em possível, permitindo a usinagem e construção de peças com dimensões e formatos complexos. Além de reduzir drasticamente os custos de usinagem de peças complexas e componentes industriais, ela também aumenta a produtividade e minimiza os desvios de processo.
Manter o fragmento ideal/ Aprimorar o formato de corte
Seria útil deslocar a mesa giratória para manter um formato de corte perfeito. E se quisermos usinar um plano curvo com perfeição, devemos girar a mesa giratória em direções opostas, utilizando uma mesa giratória inclinada. Percebe-se que a usinagem CNC de 5 eixos permite atingir padrões de corte mais precisos, evitando que a velocidade da linha de centro da fresa chegue a zero.
Economia de tempo | Redução do tempo de fabricação
As máquinas CNC de 5 eixos ajudam a economizar muito tempo em centros de usinagem CNC globais. A maioria das oficinas de usinagem CNC exige que as peças sejam usinadas em cinco eixos. A fresagem CNC de 5 eixos permite realizar o trabalho de forma rápida e eficiente na fabricação. Uma estrutura única é necessária, o que ajuda a economizar tempo e dinheiro. Portanto, é uma solução com excelente custo-benefício e acelera a chegada do produto final ao mercado.
Na usinagem de 5 eixos, a ferramenta de corte é utilizada para manter a superfície de contato do molde composto na posição vertical, o que pode aumentar significativamente a eficiência do eixo. O conceito de usinagem de 5 eixos também é importante para a fresagem lateral com plano angulado, que elimina as linhas irregulares causadas pela fresa esférica. Isso torna o padrão da superfície do molde mais perfeito e reduz o trabalho manual necessário para a limpeza da superfície de contato.
Aprimoramento da precisão de usinagem
A usinagem CNC de 5 eixos oferece maior precisão porque requer muito menos estruturas. Estruturas extras apenas aumentariam as imperfeições. Isso também contribui para prolongar a vida útil da ferramenta, principalmente devido à redução do número de ferramentas de corte.
Com a tecnologia de usinagem de 5 eixos, o problema de reposicionar repetidamente a peça em uma posição complexa com precisão foi resolvido. Isso reduziu o tempo e melhorou significativamente a tolerância à usinagem. Além disso, eliminou-se o alto custo de fabricação de inúmeros dispositivos de fixação no processo convencional. A usinagem de 5 eixos permite a execução de peças complexas, como furação, usinagem cônica, ranhuras para planos compostos, etc., que não são viáveis com o processo de usinagem convencional.
Acabamento plano padrão | Formas compostas
Esse tipo de configuração também auxilia na produção de plainas com acabamento padrão. A posição das peças fica muito próxima dos dispositivos de corte em máquinas de 5 eixos. Os dois eixos traseiros permitem o uso de ferramentas de corte menores, que vibram menos, o que contribui para um acabamento padrão da plaina.
Outra grande vantagem das máquinas CNC de 5 eixos é a capacidade de usinar formas complexas. Várias peças são necessárias em todos os cinco eixos. Os ajustes adicionais permitem a criação de direções e curvas de produção específicas. Antes, seriam necessários formatos extras e dispositivos de fixação individuais.
Alta produtividade na fabricação
A usinagem de 5 eixos pode reduzir significativamente o tempo de usinagem e o tempo de produção de peças adicionais. Ela possui um amplo raio de curvatura nos eixos, com velocidades e avanços controlados, permitindo que a máquina execute cortes de grandes dimensões com precisão. A usinagem de 5 eixos está entrando em uma era de usinagem de alta velocidade. A agilidade e o posicionamento preciso da usinagem de 5 eixos, juntamente com a fabricação de cortes de alta velocidade, reduzem o tempo de produção de peças semiacabadas e aumentam a produtividade e a precisão da produção.
Sem contestação
Poucas empresas possuem uma máquina CNC de 5 eixos. Ter uma dessas máquinas lhe dará uma grande vantagem sobre seus concorrentes no setor de serviços de manufatura. Você poderá oferecer aos seus clientes algo que seus concorrentes não conseguem igualar. Experimente esse tipo de máquina e aproveite a facilidade que ela proporciona em termos de suspensão de construção, produtividade e padrão de produtos.
Desvantagens de uma máquina CNC de 5 eixos
As pessoas têm reconhecido os benefícios e o valor da tecnologia CNC de 5 eixos na indústria de montagem e fabricação. Quando se deparam com problemas complexos no projeto e montagem de peças complexas, recorrem à tecnologia de usinagem CNC de 5 eixos. As principais características de alta tecnologia para máquinas CNC são: múltiplos eixos, alta velocidade, boa rigidez e alta potência; a demanda por números correlacionados baseia-se principalmente em três a cinco eixos. No entanto, na fabricação por usinagem CNC, a aplicação da usinagem de 5 eixos para realizar certos trabalhos não é tão expressiva quanto se poderia supor, com base nos seguintes fatores:
O preço é excessivamente alto.
Por um lado, o custo de aquisição de máquinas de 5 eixos e do software necessário é elevado, muito superior ao custo de um centro de usinagem CNC padrão de 3 eixos. Por outro lado, a manutenção do próprio equipamento é mais trabalhosa do que a das máquinas universais. Esses fatores também indicam que o preço das peças usinadas em 5 eixos será muito maior do que o da usinagem CNC padrão de 3 eixos.
Programação Complexa e Árdua
Como a usinagem CNC de 5 eixos é oposta à de 3 eixos, além dos três movimentos lineares, existem dois movimentos rotativos complexos. A direção dimensional do movimento artificial é desafiadora e conceitual, geralmente difícil de visualizar e compreender. Por exemplo, muitas vezes é necessário lidar com inúmeras modificações inter-relacionadas e forças geométricas dimensionais compostas para gerenciar a área necessária da estrutura livre da via. Além disso, é preciso avaliar a inter-relação do movimento de cada eixo para evitar intervenções, colisões e a quantidade adequada de movimento de interpolação, etc. A complexidade da programação é ainda maior para garantir a precisão da usinagem e o padrão de planicidade.
Altas exigências mecânicas para o maquinista
A usinagem CNC de 5 eixos é uma técnica de fabricação de ponta, e a abordagem moderna exige habilidades de alto nível. Da programação específica às operações de usinagem, ela é oposta às máquinas típicas de 3 eixos. Portanto, é necessário um operador de máquinas altamente especializado, o que implica em um alto custo de contratação.