O que é o torneamento CNC? O seu princípio de funcionamento, vantagens e máquinas

A tecnologia CNC está no centro da indústria transformadora, melhorando a eficiência e reduzindo os custos através de um controlo automatizado e de alta precisão. CNC refere-se ao controlo de programas de computador e o torneamento CNC é um processo baseado neste controlo, realizando operações subtractivas e de maquinagem. De seguida, explicaremos a definição de torneamento CNC, os seus princípios de funcionamento, os principais componentes do torno, os tipos de torno, os métodos de funcionamento, as vantagens, as aplicações e os materiais adequados.

O que é o torneamento CNC?

O torneamento CNC é um processo de fabrico subtrativo altamente automatizado. Funciona colocando uma peça de trabalho num eixo de alta velocidade, enquanto uma máquina-ferramenta controlada por computador guia com precisão a ferramenta de corte para cortar o material na forma desejada.
Pode produzir eficientemente peças cilíndricas de alta precisão, bem como lidar com determinadas geometrias e roscas internas e externas.

Como funciona o torneamento CNC?

Antes de maquinar um material, os engenheiros utilizam um software especializado para gerar um programa detalhado com base no modelo 3D do produto. Este programa, composto principalmente por Código Gcontém instruções precisas para controlar os percursos das ferramentas, as velocidades de corte, os avanços e a rotação do fuso, controlando sistematicamente todo o processo de produção.

Uma vez concluído o programa, o operador fixa firmemente a peça de trabalho no mandril de fuso. Quando o programa é iniciado, o fuso roda a peça de trabalho a uma velocidade definida. Simultaneamente, a ferramenta de corte move-se com uma precisão exacta ao longo da Eixo X (controlo do diâmetro) e o Eixo Z (controlo do comprimento) de acordo com as instruções do programa. Nomeadamente, o torreta num torno CNC ou num centro de torneamento tem várias ferramentas, todas controladas pelo programa e código do computador. As máquinas que podem acomodar mais ferramentas são mais avançadas e potentes, tornando-as mais adequadas para projectos complexos.

Este processo remove progressivamente o material até que a peça de trabalho atinja as dimensões finais e a geometria exigida pelo projeto. Todo o processo de maquinação é monitorizado em tempo real pelos engenheiros, e um sistema de feedback em circuito fechado corrige continuamente a posição da ferramenta para obter uma precisão e consistência extremamente elevadas no produto final.

Componentes principais de um torno CNC

Eis os principais componentes de um torno CNC e as suas funções:

 

Fuso

O fuso é responsável por fixar e rodar a peça de trabalho a alta velocidade. A sua velocidade de rotação e precisão afectam diretamente a eficiência do corte e a qualidade da superfície final da peça.

Chuck

O mandril é utilizado para segurar e fixar com segurança a peça de trabalho no fuso. Um mandril estável evita que a peça de trabalho se desloque durante a rotação e o corte a alta velocidade.

Torreta

A torreta é um dispositivo rotativo que pode conter várias ferramentas de corte. É capaz de mudar rapidamente as ferramentas de acordo com as instruções do programa para completar diferentes tarefas de maquinação.

Cama

A mesa é a estrutura de base da máquina, proporcionando um suporte estável. A sua rigidez é essencial para garantir a precisão de todo o processo de maquinagem.

Calhas de guia e servomotores

As calhas de guia proporcionam um percurso linear para o movimento preciso da ferramenta de corte, enquanto os servomotores são responsáveis pela condução da ferramenta ao longo dos eixos X e Z para obter um posicionamento ao nível dos microns.

Cabeçote móvel

O contra-ponto fornece apoio adicional quando se maquinam peças longas ou pesadas.

Sistema de refrigeração

O sistema de refrigeração arrefece e lubrifica a ferramenta e a peça de trabalho durante o processo de corte.

Sistema de Controlo / Painel de Operação

Este é o cérebro da máquina CNC. O operador utiliza-o para introduzir programas, monitorizar o processo de maquinação e ajustar parâmetros.

Tipos comuns de tornos CNC

Existem vários tipos de tornos CNC, cada um com um design e aplicação únicos. A escolha da máquina correta pode maximizar a eficiência da produção e a qualidade das peças.

Torno CNC horizontal

Este é o tipo mais comum e versátil de torno CNC. O seu fuso está orientado horizontalmente e a ferramenta de corte move-se ao longo do plano horizontal para rodar a peça de trabalho. Os tornos horizontais são adequados para o torneamento padrão da maioria das peças de pequena e média dimensão.

Torno CNC vertical

Ao contrário de um torno horizontal, um torno vertical tem um eixo orientado verticalmente. Este design utiliza a gravidade, tornando-o particularmente adequado para o torneamento de peças grandes, pesadas e curtas, tais como discos ou anéis. Também simplifica o processo de fixação e carregamento da peça de trabalho.

Máquina de torneamento-fresagem de compósitos

Uma máquina composta de torneamento-fresagem, também conhecida como centro de torneamento, é um torno CNC altamente integrado. Não só tem funções de torneamento, como também incorpora um fuso de fresagem. Isto significa que uma única máquina pode executar tarefas complexas de torneamento, fresagem e perfuração numa única configuração, melhorando consideravelmente a eficiência e a precisão.

Torno CNC tipo suíço

Um torno do tipo suíço é um torno CNC especializado, concebido para maquinar peças de pequeno diâmetro, longas e de elevada precisão. A sua caraterística principal é um "cabeçote móvel". Durante o processo de torneamento, a peça de trabalho desloca-se axialmente através de um casquilho guia, proporcionando um apoio contínuo e próximo da ferramenta, o que evita eficazmente a deformação de peças longas e finas.

Tipos de operações de torneamento CNC

Os tornos CNC são capazes de efetuar uma grande variedade de operações para satisfazer diferentes requisitos de maquinação de peças. Eis alguns dos tipos mais comuns:

 

Virar

Esta é a operação de torneamento mais básica. A ferramenta desloca-se ao longo da direção axial da peça de trabalho, removendo material da superfície exterior para reduzir o seu diâmetro e formar um cilindro, um degrau ou um cone. É a base para a maquinagem de qualquer contorno externo.

Aborrecido

O mandrilamento é utilizado para alargar um furo existente numa peça de trabalho. Ao contrário da perfuração, o mandrilamento pode produzir furos com dimensões precisas e superfícies lisas, e também pode usinar caraterísticas internas.

Separação

A operação de corte é utilizada para cortar uma peça acabada a partir do stock de barras em bruto. Este é normalmente o processo final numa sequência de maquinação, exigindo que a ferramenta corte e separe com precisão a peça de trabalho.

Ranhurar

O ranhuramento é a operação que consiste em criar uma ranhura estreita com uma largura e profundidade específicas na superfície interior, exterior ou frontal de uma peça de trabalho. A forma da ferramenta corresponde à forma da ranhura, e é frequentemente utilizada para encaixar O-rings ou anéis de pressão.

Enfiamento

A roscagem é utilizada para maquinar roscas nas superfícies internas ou externas de uma peça de trabalho. Este processo requer que a rotação do fuso e o movimento axial da ferramenta estejam rigorosamente sincronizados para formar um passo preciso.

Perfuração

A perfuração é o processo de utilização de uma broca para efetuar um furo ao longo do eixo central de uma peça de trabalho. Este é normalmente um passo preparatório para a maquinação subsequente de furos internos, estabelecendo as bases para uma maquinação precisa.

Serrilha

Serrilhar é o processo de pressionar uma textura com um padrão específico, como um diamante ou um padrão de linha reta, na superfície exterior de uma peça de trabalho. É importante notar que este é um processo enformação a frio e não um processo de corte que remove material.

Principais vantagens do torneamento CNC

Elevada precisão e consistência

Através da programação por computador, o torneamento CNC pode alcançar tolerâncias dimensionais extremamente apertadas e um excelente acabamento de superfície, reduzindo o erro humano. Na produção em massa, isto pode garantir que cada peça tem qualidade e dimensões semelhantes, o que é crucial para a fiabilidade do produto

Eficiência e automatização

Graças ao apoio da tecnologia CNC, o processo é automatizado, o que melhora a eficiência do trabalho

Versatilidade e complexidade

O torneamento CNC pode processar não só cilindros simples, mas também geometrias complexas, incluindo cones, perfis únicos e roscas internas e externas. É compatível com uma vasta gama de materiais, desde vários metais a plásticos de engenharia, proporcionando muitas possibilidades de conceção de peças.

Custo-eficácia

A automatização reduz os custos de mão de obra, enquanto a sua elevada precisão também reduz significativamente o desperdício de material e o número de peças defeituosas.

Aplicações típicas do torneamento CNC

O torneamento CNC é amplamente utilizado em muitos sectores que requerem peças cilíndricas de precisão. Eis alguns exemplos específicos:

Indústria aeroespacial

No sector aeroespacial, onde a precisão e a fiabilidade são fundamentais, o torneamento CNC é uma tecnologia essencial para o fabrico de peças críticas. Isto inclui componentes para trens de aterragem, motores buchas e eixose diversos produtos de alta precisão conectores.

Indústria automóvel

As operações de torneamento CNC são bastante comuns no fabrico de componentes de automóveis que ajudam a melhorar o funcionamento do veículo, um processo fundamental na produção de componentes de precisão para motores, transmissões e chassis. As aplicações incluem o fabrico de pistões de alta precisão, veios de transmissão, engrenagense vários conectores.

Dispositivos médicos

O sector médico tem requisitos rigorosos em termos de biocompatibilidade dos materiais e de precisão ao nível dos microns. Neste domínio, o torneamento CNC é utilizado para produzir instrumentos cirúrgicos, ortopédicos implantes (como parafusos), ferramentas dentárias e controlo preciso de fluidos acessórios.

Maquinaria geral e eletrónica

Nos sectores mais vastos da indústria e da eletrónica de consumo, o torneamento CNC é também vital. É frequentemente utilizado para fabricar caixas de rolamentos, buchas, várias roscas acessóriose precisão conectores e caixas para dispositivos electrónicos.

Materiais adequados para torneamento CNC

A gama de materiais que podem ser maquinados com o torneamento CNC é extensa, abrangendo tudo, desde metais comuns a plásticos de elevado desempenho. A escolha do material correto é crucial para garantir o desempenho da peça e a eficiência da maquinação.

Metais

• Aço inoxidável: Excelente resistência à corrosão e elevada resistência. É normalmente utilizado em instrumentos médicos, equipamento de processamento de alimentos e componentes estruturais de alta tensão.
• Ligas de alumínio: Leve, altamente condutor e fácil de maquinar. É o material de eleição para peças aeroespaciais, componentes automóveis e caixas de eletrónica.
• Cobre e latão: Estes materiais oferecem uma excelente condutividade eléctrica e térmica e são fáceis de cortar. São amplamente utilizados para conectores, válvulas e componentes eléctricos.
• Aço carbono e ligas de aço: Estes materiais apresentam uma elevada resistência, boa resistência ao desgaste e são relativamente económicos. São materiais padrão para o fabrico de veios, engrenagens e peças estruturais de máquinas.
• Ligas de titânio: Conhecidos pela sua excelente relação resistência/peso e biocompatibilidade, embora sejam mais difíceis de maquinar. São utilizados principalmente na indústria aeroespacial e em implantes médicos de alta qualidade.

Plásticos e polímeros

• Nylon: Oferece uma boa resistência ao desgaste e propriedades auto-lubrificantes. É frequentemente utilizado no fabrico de rolamentos, casquilhos e engrenagens.
• POM (Acetal/Delrin): Um plástico de engenharia rígido e duro com excelentes propriedades de maquinagem. É frequentemente utilizado para peças mecânicas que requerem um ajuste preciso.
• PEEK: Um plástico de engenharia de elevado desempenho com uma resistência excecional a temperaturas elevadas e a produtos químicos. É utilizado em aplicações topo de gama na indústria aeroespacial e na medicina.

Capacidades de torneamento CNC da MinHe

Quando compreender o torneamento CNC, saberá se é adequado para as suas necessidades de fabrico. O passo seguinte é encontrar o parceiro certo para o ajudar a completar o seu projeto.

A MinHe tem mais de 20 anos de experiência em torneamento CNC e possui a certificação ISO 9001. Pode ter a certeza de que os nossos produtos cumprem os elevados padrões da indústria.

Somos especializados na maquinação de geometrias complexas e de uma vasta gama de materiais, incluindo aço inoxidável, ligas de alumínio, ligas de titânio e plásticos de engenharia de elevado desempenho. Com equipamento CNC avançado e processos automatizados eficientes, podemos fornecer aos nossos clientes peças de alta qualidade, desde o protótipo até à produção em massa.

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