aula torno cnc
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TornoTRANSCRIPT
Processos de Fabricação 1
Torno CNC.
Prof. Eng. Michel dos Santos
Torno CNC
• CNC é uma sigla utilizada para comando numérico
computadorizado.
• Esse comando lê, interpreta e executa cada um dos
códigos que compõem o programa de usinagem.
• Para executar uma ordem, o CNC envia uma mensagem
ao motor.
• Essa ordem nada mais é que um sinal elétrico deixado
do CNC para o motor.
• Porém esse sinal é muito fraco, então através dos
drivers esse sinal é amplificado.
• Então a partir daí, o motor pode girar conforme o
desejado. Todas essas operações que estão ocorrendo
na máquina são controladas por sensores de posição e
de velocidade. 2
Torno CNC
• A primeira máquina-ferramenta controlada por
computador foi uma fresadora.
• Ela surgiu em 1952 e era usada na fabricação de peças
de aviões e helicópteros.
• Esse primeiro controlador possuía, em muitos casos, um
tamanho maior do que da própria máquina, consumiam
muita energia, falhavam frequentemente e sua
capacidade de cálculo era muito limitada.
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Torno CNC
• Com a redução dos custos e o aumento da capacidade
de cálculo dos controladores, a tecnologia CNC
popularizou-se entre as indústrias.
• Hoje é impossível imaginar uma indústria e,
principalmente os setores mecânico e metalúrgico, sem
a presença de máquinas desse porte.
• As empresas devem implantar máquinas de usinagem
CNC a partir do momento que houver uma demanda
muita alta de peças iguais, uma vez que o torno CNC
possui uma alta repetibilidade na fabricação das peças;
necessidade de baixo tempo de usinagem; usinagem de
peças com geometrias complexas; um ótimo
acabamento superficial das peças; redução da fadiga do
operador; flexibilidade de produção.4
Torno CNC
• Comparando a usinagem de uma mesma peça em um
torno CNC e em um torno convencional, os principais
parâmetros a serem levados em consideração são:
- Tempo de Usinagem;
- Acabamento da peça;
- Troca rápida de ferramenta;
- Sistema de fixação da peça na placa;
- Velocidade de corte
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Torno CNC
• Em um torno CNC, sua RPM varia conforme o mesmo
retira material, aumentando a rotação conforme o
diâmetro da peça diminui.
• Isto faz com que a velocidade de corte permaneça
praticamente constante, propiciando um melhor
acabamento da peça usinada.
• Todos os tipos de ferramentas podem ser utilizados em
um torno CNC (ferramenta de metal duro, cerâmica,
material sinterizado e diamante), desde que sejam feitos
os devidos ajustes na velocidade de corte, no avanço e
na profundidade de cada passe da ferramenta, na
lubrificação e no arrefecimento da ferramenta de corte.
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Torno CNC
• As ferramentas mais utilizadas são as de metal
sinterizado, recobertas ou não, visto que estas
apresentam baixo custo, boa durabilidade, altas taxas
de avanço e altas velocidades de corte. Em alguns
casos não se faz necessário à refrigeração.
• A fixação das peças em um torno CNC é feita em uma
placa pneumática, o que reduz o tempo de preparação,
já que basta ao operador pressionar um pedal para abrir
a placa, colocar a peça e logo em seguida pressionar o
pedal novamente para que a placa se feche e a peça
seja fixada.
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Torno CNC
• A fixação das ferramentas se dá em uma torre rotativa
que possui 8 alojamentos, sendo 4 para fixação de
ferramentas de desbaste, corte e acabamento, e 4 para
ferramentas de furação.
• As ferramentas são selecionadas automaticamente pelo
programa CNC ou pelo operador.
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Torno CNC
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Torno CNC
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Operações de Torneamento
Faceamento
(Facing)
Operação utilizada para criar uma face plana na peça e
para definir o seu comprimento total.
Normalmente é a primeira operação realizada em um
torno.
Inicia-se num ponto externo da peça e se aproxima até o
seu centro de rotação. Cada passada remove uma
camada do material bruto até que se atinja o
comprimento desejado.
Operações de Torneamento
Desbaste / Acabamento
(Roughing / Finishing)
Operação utilizada para reduzir o diâmetro da peça.
Normalmente o desbaste é a segunda operação
realizada em um torno.
Inicia-se em um ponto externo da peça e faz o corte no
sentido axial. Cada passada remove uma camada do
material bruto até que se atinja o comprimento desejado.
Operações de Torneamento
Torneamento Interno
(Boring)
Operação utilizada para alargar um furo já existente.
Semelhante a operação de desbaste, porém, remove
material interno da peça.
Só pode ser realizada se houver um furo feito por uma
broca.
Rômbico 35º
Rômbico 80º Quadrado
Rômbico 55º
Operações de Torneamento
Ferramentas de Corte (Desbaste/Acabamento)
Trígono 80º
Triangular
Redondo
Operações de Torneamento
Ferramentas de Corte (Desbaste/Acabamento)
Operações de Torneamento
Canal (Sangramento) / Corte
(Grooving / Parting)
Canal (Sangramento) Corte
Canal - Operação utilizada para criar um canal circular
na peça (Também conhecida como operação de
Sangramento).
Corte – Operação utilizada para separar a peça do resto
do cilindro bruto (normalmente é a última operação).
Canal na Face Canal em Perfil
Canal Externo Canal Interno
Operações de Torneamento
Operações de Canal (Sangramento)
Operações de Torneamento
Ferramentas de Corte (Corte/Canal)
Operações de Torneamento
Rosqueamento
(Threading)
Roscas Externas
Roscas Internas
Operação que cria uma espira no comprimento da peça
ao sincronizar o avanço da ferramenta com a rotação do
torno.
Operações de Torneamento
Ferramentas de Corte (Roscas)
- Perfil em V (sem formador de crista)
Operações de Torneamento
Ferramentas de Corte (Roscas)
- Perfil Completo
Operações de Torneamento
Ferramentas de Corte (Roscas)
- Multiaresta
Operações de Torneamento
Ferramentas de Corte (Roscas)
- Modelos variados
Furação
(Drilling)
Operações de Torneamento / Fresamento
Operação utilizada para criar furos circulares no sentido
do eixo central da peça.
Normalmente, antes de iniciar está operação, é feito um
furo de centro com uma broca de pequeno diâmetro.
Este furo tem a função de estabilizar o avanço de uma
broca de diâmetro maior.
Para evitar o desgaste das brocas, o avanço deve ser
alternado com um movimento de retração, conforme a
seqüência ao lado.
Outra maneira de evitar o desgaste da ferramenta de
corte, é iniciar a furação com brocas de pequeno
diâmetro para depois utilizar brocas de maior diâmetro.
Ex: Para se fazer um furo de 12mm de diâmetro,
primeiro se faz todo o comprimento do furo com uma
broca de 6mm. Em seguida, faz-se a mesma operação
com uma broca de 8mm. Depois com uma broca de
10mm. E finalmente com uma broca de 12mm.
Operações de Torneamento / Fresamento
Ferramentas de Perfuração - Brocas
Ferramentas de Perfuração - Brocas
Operações de Torneamento / Fresamento
Fluido Refrigerante
Ferramentas de Perfuração - Brocas
Operações de Torneamento / Fresamento
Operações de Torneamento / Fresamento
Ferramentas de Perfuração - Brocas
Operação de Fresamento
Ferramentas de Fresamento
(Milling Tools)
Operação de Fresamento
Ferramentas de Fresamento
(Milling Tools)
Quebra-Cavaco
São cavidades na face superior das ferramentas de
corte que têm a função de quebrar o cavaco gerado nas
operações de usinagem.
Ao quebrar o cavaco em lascas pequenas ganha-se
maior qualidade no acabamento da peça (menor
rugosidade superficial)
Operações de Torneamento / Fresamento
Programação CNC
Coordenadas Cartesianas
O sistema de coordenadas cartesianas é utilizado para programar os posicionamentos das
ferramentas com relação às peças. Cada movimento que a ferramenta faz seja ele aproximação
ou torneamento é programado através do sistema de coordenadas. A coordenada escrita
(programada) indica o posicionamento da ponta de ferramenta.
O torno possui dois eixos de movimento da ferramenta, movimento longitudinal e movimento
transversal, logo o plano cartesiano para torno tem uma linha paralela ao eixo longitudinal e outra
paralela ao eixo transversal.
O CNC usa uma simbologia alfabética para representar os eixos, o eixo transversal é chamado de
Eixo “X” e o eixo longitudinal é chamado de Eixo “Z”. No eixo “X” (transversal) vamos programar
os Diâmetros e no eixo “Z” (longitudinal) vamos programar os Comprimentos.
Todo posicionamento é programado por um ponto (X,Z), com relação a um ponto zero pré-
determinado.
As coordenadas cartesianas podem ser absolutas ou incrementais.
Com porta ferramentas dianteira Com porta ferramentas traseira
Programação CNC
Coordenadas Cartesianas
Veja abaixo como funciona o posicionamento e a nomenclatura (simbologia de cada eixo com
relação ao plano cartesiano / máquina) para torno com torre porta ferramenta dianteira e traseira.
Programação CNC
Coordenadas Cartesianas Absolutas (G90)
Como foi comentado anteriormente, podemos trabalhar com 2 tipos de coordenadas cartesianas.
Um deles é o sistema de coordenadas cartesianas absolutas.
Quando trabalhamos neste modo a coordenada programada é a distância que a ferramenta está
do ponto-zero em “X” e em “Z”.
No torno o ponto-zero em “X” (transversal) esta na linha de centro do eixo principal da máquina
(eixo-árvore).
O ponto-zero em “Z” (longitudinal) pode estar em qualquer ponto da máquina. Normalmente, o
ponto-zero em “Z” é estabelecido pela linha que passa pelo encosto da castanha ou pela face da
peça.
O sinal positivo ou negativo é determinado pelo posicionamento da ferramenta (posição dianteira
ou traseira) em relação ao ponto-zero como vimos no slide anterior.
Para trabalhar com coordenadas cartesianas absolutas, deve se programar a função G90, esta
função é modal, ou seja, depois de programada permanecerá ativa até que se programe uma
função G incompatível.
Programação CNC
Coordenadas Cartesianas Absolutas (G90) - Exemplo
X40 Z4
X40 Z-60
X60 Z-60
X85 Z-85
X85 Z-125
X115 Z-125
X115 Z-155
X200 Z50
G90 Posiciona a ferramenta no ponto
de aproximação (P1)
Movimenta a ferramenta para P2
Movimenta a ferramenta para P3
Movimenta a ferramenta para P4
Movimenta a ferramenta para P5
Movimenta a ferramenta para P6
Movimenta a ferramenta para P7
Afasta a Ferramenta (P8)
Programação CNC
Coordenadas Cartesianas Incrementais (G91)
No sistema de coordenadas cartesianas incrementais a origem passa a ser a posição atual da
ferramenta. Podemos imaginar que a cada movimento a ferramenta esta em cima do zero.
Diferentemente do sistema de coordenadas absolutas, onde programamos o posicionamento da
ferramenta com relação ao zero peça, o sistema de coordenadas incrementais deve-se programar
somente a distancia que a ferramenta vai percorrer.
Ex.: Se vamos movimentar a ferramenta para o sentido “X” + (positivo) devemos programar X+
(Distancia a percorrer em X) e se vamos movimentar a ferramenta para o sentido X- (negativo)
devemos programar X- (distancia a percorrer em X) mesmo que a ferramenta ainda esteja no
campo positivo, o sinal determina qual é o sentido (direção) que o eixo irá movimentar. O mesmo
acontece com o eixo “Z”.
Logo, a coordenada incremental refere-se a distância percorrida pela ferramenta em relação ao
último ponto que foi programado.
Para trabalhar programando coordenadas incrementais, deve se programar a função G91, esta
função é modal e estará ativa até que se programe outra função G incompatível.
Programação CNC
Coordenadas Cartesianas Incrementais (G91) - Exemplo
X40 Z4
X0 Z-64
X20 Z0
X15 Z-25
X0 Z-40
X30 Z0
X0 Z-30
X85 Z205
G90
G91
Posiciona a ferramenta no ponto
de aproximação (P1)
Movimenta a ferramenta para P2
Movimenta a ferramenta para P3
Movimenta a ferramenta para P4
Movimenta a ferramenta para P5
Movimenta a ferramenta para P6
Movimenta a ferramenta para P7
Afasta a Ferramenta (P8)
Programação CNC
Interpolação Linear
Qualquer movimento da ferramenta em linha reta é uma interpolação linear. Podemos programá-
la com qualquer ângulo e com um avanço, que pode variar entre a mínima e máxima velocidade
da máquina.
Conhecido o ponto de partida, podemos mover a ferramenta a qualquer outro ponto em linha reta
com um avanço estabelecido. Assim, podemos usinar qualquer perfil cônico, ou paralelo aos eixos
longitudinal (Z) e transversal (X).
A interpolação linear pode ser:
G00 = Interpolação linear com avanço rápido
G01 = Interpolação linear com avanço programado.
Com a função G00 a máquina executará uma interpolação linear com a máxima velocidade da
máquina. Deve ser utilizada para aproximar e afastar a ferramenta da peça (movimento sem
corte) para ganhar tempo de processo. Esta função não deve ser utilizada em movimentos que a
ferramenta entrará em contato com a peça.
A função G01 então, deverá ser usada para programação de movimentos de corte uma vez que o
avanço neste movimento pode ser programado através da letra (F). Normalmente em tornos o
avanço (F) é programado em milímetros por rotação (mm/Rot).
Programação CNC
Interpolação Linear – Exemplo (Acabamento)
G00 X40 Z5
G01 Z-60
G01 X60
G01 X85 Z-85
G01 Z-125
G01 X115
G00 X200 Z50
Posiciona a ferramenta no
ponto de aproximação.
Torneia o diâmetro de 40mm.
Faceia o comprimento de 95.
Usina a superfície cônica.
Torneia o diâmetro de 85.
Faceia o comprimento de 30.
Afasta a Ferramenta.
Programação CNC
Interpolação Linear - Exemplo (Desbaste)
G00 X118 Z0
G01 X-1 F0.15
G00 X110 Z2
G01 Z-64.9 F0.30
G00 X115 Z2
G00 X105
G01 Z-64.9 F0.30
G00 X110 Z2
G00 X100
G01 Z-64.9 F0.30
G00 X105 Z2
G00 X95
G01 Z-64.9 F0.30
G00 X100 Z2
G00 X90
G01 Z-64.9 F0.30
G00 X95 Z2
G00 X86
G01 Z-64.9 F0.30
G00 X90 Z2
G00 X85
G01 Z-65 F0.30
G01 X118 F0.15
G00 X250 Z100
Aproxima a ferramenta para faceamento
Faceia a peça
Posiciona para iniciar o desbaste
Executa a 1º passada de desbaste
Afastamento da ferramenta
Posiciona para a 2º passada
Executa a 2º passada de desbaste
Afastamento da ferramenta
Posiciona para a 3º passada
Executa a 3º passada de desbaste
Afastamento da ferramenta
Posiciona para a 4º passada
Executa a 4º passada de desbaste
Afastamento da ferramenta
Posiciona para a 5º passada
Executa a 5º passada de desbaste
Afastamento da ferramenta
Posiciona para a 6º passada
Executa a 6º passada de desbaste
Afastamento da ferramenta
Posiciona para acabamento
Acabamento do Diâmetro de 85
Faceamento do comprimento de 30
Afastamento da Ferramenta
Torno CNC
• Manual (Anexo).
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Obrigado.