Como monitorar e ajustar durante a usinagem CNC

usinagem CNC, também conhecida como usinagem de controle numérico computadorizado, é um processo de manufatura subtrativo que utiliza máquinas controladas por computador para remover material de uma peça de trabalho e criar uma forma final precisa. Enquanto programas CNC ditam o caminho da ferramenta e os parâmetros de corte, o monitoramento constante durante a operação continua sendo crucial para garantir a qualidade, prevenir problemas e otimizar a eficiência. Este artigo detalha os principais aspectos do monitoramento de um processo de usinagem CNC e os ajustes que podem ser feitos para obter resultados ideais.

monitoramento de usinagem cnc

Benefícios do monitoramento e ajuste durante a usinagem CNC

O monitoramento e o ajuste eficazes durante a usinagem CNC oferecem vários benefícios significativos:

  • Manutenção da precisão dimensional e do acabamento da superfície: Ao monitorar continuamente o processo de usinagem, os operadores podem identificar quaisquer desvios das dimensões programadas ou dos requisitos de acabamento da superfície. A detecção precoce permite ajustes imediatos, evitando a produção de peças de sucata.
  • Prevenção de quebra de ferramentas e desgaste prematuro: Fatores de monitoramento como carga de corte e ruído podem revelar sinais de desgaste excessivo da ferramenta ou quebra iminente. Ajustes oportunos ou trocas de ferramentas podem evitar falhas catastróficas, economizando em custos de substituição e minimizando o tempo de inatividade.
  • Otimizando a eficiência da usinagem: O monitoramento permite o ajuste fino dos parâmetros de corte para atingir um equilíbrio entre a taxa de remoção de material, a qualidade do acabamento da superfície e a vida útil da ferramenta. Isso pode levar a tempos de produção mais rápidos e custos gerais de usinagem reduzidos.
  • Garantindo a consistência e a repetibilidade do processo: Práticas consistentes de monitoramento ao longo de toda a produção ajudam a manter a qualidade consistente das peças e a precisão dimensional. Isso é crucial para peças que exigem alta precisão e intercambiabilidade.

Aspectos-chave do monitoramento durante a usinagem CNC

Monitoramento de um Processo de usinagem CNC envolve prestar muita atenção a vários aspectos-chave:

A. Monitoramento de processo

1. Observação da carga de corte: A carga de corte é a força exercida pela ferramenta de corte na peça de trabalho durante a remoção do material. As máquinas CNC modernas geralmente exibem a carga de corte no painel de controle. Observar a carga de corte durante todo o processo de usinagem fornece informações valiosas. Uma carga de corte constante indica um processo de usinagem estável. Por outro lado, aumentos repentinos ou flutuações na carga de corte podem sinalizar problemas potenciais como:

  • Formação inadequada de cavacos: O acúmulo excessivo de cavacos pode levar a cargas de corte maiores. Podem ser necessários ajustes na taxa de avanço ou na profundidade de corte.
  • Desgaste ou embotamento da ferramenta: À medida que uma ferramenta se desgasta, a força de corte necessária para remover material aumenta. O monitoramento consistente permite trocas proativas de ferramentas antes que ocorram quebras.
  • Variações do material da peça de trabalho: Variações na dureza do material ou tensões internas podem causar flutuações na carga de corte. Ajustes nos parâmetros de corte podem ser necessários para manter um processo estável.

2. Monitoramento do som de corte:  O som produzido durante a usinagem CNC pode ser um indicador valioso da saúde do processo. Um som de corte normal é geralmente consistente, nítido e relativamente silencioso. Desvios desta norma podem sinalizar problemas potenciais:

  • Ferramenta cega ou lascada: Uma ferramenta cega ou lascada pode produzir um som de raspagem ou vibração. Isso indica a necessidade de substituição imediata da ferramenta.
  • Corte instável: Condições de corte instáveis, causadas por fatores como deflexão ou vibrações da ferramenta, podem produzir um som áspero ou estridente. Podem ser necessários ajustes nos parâmetros de corte ou na geometria da ferramenta.
  • Vibração da peça de trabalho: Marcas de vibração na superfície da peça de trabalho geralmente são acompanhadas por um som agudo e agudo. Isso pode ser causado pela deflexão da ferramenta ou pela instabilidade do suporte da ferramenta. Ajustes nos parâmetros de corte ou o uso de uma configuração de ferramentas mais rígida podem resolver esse problema.

B. Monitoramento de peças de trabalho

1. Precisão Dimensional: Durante todo o processo de usinagem, o operador deve verificar periodicamente a precisão dimensional da peça de trabalho usando instrumentos de medição apropriados, como paquímetros, micrômetros ou máquinas de medição por coordenadas (CMMs). A detecção precoce de discrepâncias dimensionais permite que ajustes sejam feitos antes que um número significativo de peças não conformes sejam produzidas.

2. Revestimento de superfície: O acabamento da superfície da peça usinada também deve ser inspecionado regularmente. A inspeção visual pode revelar problemas como arranhões, rasgos ou irregularidades. Medidores de rugosidade de superfície podem ser usados ​​para medições mais precisas. A detecção precoce de defeitos no acabamento da superfície permite ajustes nos parâmetros de corte ou o uso de diferentes ferramentas de corte para obter o acabamento desejado.

ajuste de usinagem CNC

Técnicas de ajuste para usinagem CNC

Com base nas observações feitas durante o monitoramento, vários ajustes podem ser feitos para otimizar o processo de usinagem CNC:

A. Ajustando os parâmetros de corte

1. Taxa de alimentação:  A taxa de avanço refere-se à velocidade com que o ferramenta de corte move-se em relação à peça de trabalho. Ajustar a taxa de avanço pode impactar significativamente a formação de cavacos, o acabamento da superfície e a vida útil da ferramenta.

  • Aumentando a taxa de avanço: Isso pode levar a taxas de remoção de material mais rápidas, mas também pode gerar cavacos maiores, aumentando potencialmente a carga de corte e reduzindo a qualidade do acabamento da superfície.
  • Diminuindo a taxa de avanço: Isso produz cavacos menores, resultando em um acabamento de superfície mais suave, mas também reduz a taxa de remoção de material.

2. Velocidade do fuso:  A velocidade do fuso refere-se à velocidade de rotação da ferramenta de corte. Ajustar a velocidade do fuso pode afetar a taxa de remoção de material, a vida útil da ferramenta e o acabamento da superfície.

  • Aumentando a velocidade do fuso:  Isso pode levar a taxas de remoção de material mais rápidas, mas também pode gerar calor excessivo, acelerando o desgaste da ferramenta e potencialmente causando sua quebra. É importante escolher uma velocidade do fuso que esteja dentro da faixa recomendada para a combinação específica de ferramentas e materiais.
  • Diminuindo a velocidade do fuso:  Isso reduz a geração de calor e aumenta a vida útil da ferramenta, mas também retarda a remoção do material.

3. Profundidade de corte: A profundidade de corte refere-se à quantidade de material removido a cada passagem da ferramenta de corte. Ajustar a profundidade de corte pode afetar a eficiência da usinagem, o desgaste da ferramenta e a formação de cavacos.

  • Aumentando a profundidade de corte: Isso pode aumentar significativamente a taxa de remoção de material, mas também pode colocar mais pressão na ferramenta, levando a um desgaste mais rápido e possível quebra. É crucial garantir que a máquina e as ferramentas tenham rigidez para lidar com cortes mais profundos.
  • Diminuindo a profundidade de corte: Isso reduz o estresse da ferramenta e aumenta sua vida útil, mas também retarda a remoção de material. Isso também pode levar à formação de lascas menores, o que pode ser benéfico para obter um acabamento superficial liso.

B. Manutenção e substituição de ferramentas

1. Identificação de sinais de desgaste da ferramenta:  O monitoramento regular permite a detecção precoce do desgaste da ferramenta, evitando falhas catastróficas da ferramenta. Aqui estão alguns sinais que você deve observar:

  • Inspeção visual: Sinais de desgaste podem incluir lascas, embotamento ou desgaste excessivo dos flancos da lâmina de corte.
  • Aumento da carga de corte: À medida que a ferramenta se desgasta, a carga de corte aumenta gradualmente.
  • Mudanças no som de corte: Ferramentas cegas ou lascadas podem produzir um som de raspagem ou vibração.
  • Deterioração do acabamento da superfície: O desgaste da ferramenta pode levar a um acabamento superficial mais áspero na peça de trabalho.

2. Cronograma de manutenção preventiva:  Implementação de um cronograma de manutenção preventiva para Ferramentas CNC é crucial. Isso envolve inspecionar regularmente as ferramentas em busca de sinais de desgaste e substituí-las antes que elas quebrem. A frequência específica de inspeção e substituição dependerá de fatores como o tipo de material da ferramenta, o material da peça a ser usinada e os parâmetros de corte usados.

peças de usinagem de alumínio cnc

Sistemas de monitoramento avançados (opcional)

As máquinas CNC modernas podem ser equipadas com sistemas de monitoramento avançados que fornecem dados em tempo real sobre vários aspectos do processo de usinagem. Esses sistemas podem incluir:

  • Medição em processo: Sensores montados na máquina podem medir as dimensões da peça em tempo real, permitindo monitoramento contínuo e ajustes automáticos, se necessário.
  • Sistemas de monitoramento de condições de ferramentas: Esses sistemas monitoram parâmetros como vibração e força de corte para detectar sinais de desgaste da ferramenta e prever sua vida útil.
  • Monitoramento da saúde da máquina: Sensores podem monitorar fatores como temperatura do eixo e vibração do motor para identificar possíveis problemas na máquina antes que eles causem tempo de inatividade significativo.

Os dados coletados por esses sistemas avançados de monitoramento podem ser usados ​​para otimizar ainda mais o processo de usinagem CNC, melhorar a consistência do processo e atingir níveis mais altos de automação.

Conclusão

Monitoramento e ajuste eficazes são aspectos essenciais para uma usinagem CNC bem-sucedida. Ao prestar muita atenção a fatores-chave como carga de corte, som de corte, precisão dimensional e acabamento de superfície, os operadores podem identificar possíveis problemas antecipadamente e fazer ajustes para otimizar o processo. Entender como ajustar parâmetros como taxa de avanço, velocidade do fuso e profundidade de corte permite o ajuste fino do processo de usinagem para atingir um equilíbrio entre taxa de remoção de material, qualidade do acabamento da superfície e vida útil da ferramenta. A implementação de um cronograma de manutenção preventiva para ferramentas garante ainda mais a consistência do processo e minimiza o tempo de inatividade. Embora sistemas de monitoramento avançados possam oferecer dados valiosos em tempo real e recursos de automação, a habilidade e a experiência do operador continuam sendo essenciais para interpretar dados de monitoramento e fazer ajustes informados durante a usinagem CNC.

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