O centro de usinagem vertical existe há muitos anos e continua sendo uma parte essencial da moderna tecnologia CNC. Os centros de usinagem CNC verticais são adequados para o processamento de diversas peças industriais. Essas máquinas são versáteis e eficientes. Eles removem camadas de material de um substrato para produzir a peça desejada com vários recursos.
Este artigo é sobre centro de usinagem vertical, como funciona, componentes, aplicação e tudo que você precisa saber para escolher o centro de usinagem certo para o seu projeto. Mergulhe!
O que é um centro de usinagem vertical?
A tecnologia de usinagem vertical é uma das ferramentas mais produtivas na oficina CNC. Possui diversas ferramentas no trocador e outras opções que aumentam e personalizam a produtividade. Os centros de usinagem vertical CNC são ferramentas flexíveis e multifuncionais que podem usinar furos e outros recursos em componentes de superfície plana. Eles trabalham na direção vertical usando um fuso que funciona em um ângulo acentuado.
Os controles computadorizados da fresadora vertical permitem automação, seleção/rotação de ferramentas, repetibilidade e controle de contorno. Estas modernas máquinas CNC elevaram a produtividade das fresadoras ao mais alto nível e deram origem aos centros de fresagem vertical CNC. Esses centros de usinagem diferem dependendo dos eixos, função e outras opções disponíveis.
Você pode chamar o centro de usinagem vertical de burro de carga industrial porque ele pode fornecer peças com precisão excepcional e prazos de entrega mais curtos. Seus componentes são construídos de forma robusta para fornecer torque, potência e velocidade de usinagem superiores. O nível de automação dos centros de fresagem vertical também permite cortar diversos materiais e reduzir os custos gerais de fabricação.
Como funcionam os centros de usinagem vertical
Os centros de usinagem verticais funcionam com base no modelo de projeto dos componentes. As numerosas máquinas-ferramentas e os parâmetros necessários para as peças são convertidos em códigos de informação geralmente aceitáveis que podem ser lidos pelo controle numérico da máquina.
O programa de processamento ajuda a processar automaticamente o programa CNC do componente. Esses códigos de comando são geralmente armazenados em mídias de informação, como disquetes ou fitas perfuradas, enquanto essas mídias são enviadas para o dispositivo de entrada. Você pode ler essas informações e transmiti-las para a unidade de controle numérico. Você também pode utilizar o computador e o centro de usinagem para enviar informações diretamente, obtendo a entrada e saída do programa do componente.
O centro de usinagem vertical geralmente possui três coordenadas de movimento linear. Há também uma plataforma giratória horizontal anexada à sua mesa de trabalho. Isso facilita a produção de peças circulares.
Componentes de um centro de usinagem vertical
O centro de usinagem vertical consiste em muitos componentes importantes. Esses componentes são combinados para produzir peças de acordo com os padrões de fabricação ISO. Os componentes incluem:
Fuso giratório
O fuso de fresamento geralmente é perpendicular/vertical à mesa de trabalho. É um eixo giratório com uma unidade para segurar uma ferramenta ou peça de trabalho. Em geral, o eixo do fuso serve como posicionamento, suporte e acionamento rotativo das peças.
mesa de trabalho
A mesa é plana, então você pode segurar a peça diretamente ou usando vários dispositivos, como: B. Tornos ou peças de alumínio fresadas podem ser colocadas sobre ele. A mesa possui um eixo X que permite movimentos para a esquerda e para a direita, enquanto o eixo Y permite movimentos para frente e para trás. Esses eixos e o eixo Z permitem adicionar funcionalidade ilimitada às peças de trabalho em todos os planos de movimento.
Trocador de ferramentas
O trocador de ferramentas aumenta a produtividade do centro de usinagem vertical, permitindo a seleção automática de ferramentas para diferentes tarefas, desde desbaste até mandrilamento de precisão.
Mesas rotativas
Adicionar eixos adicionais às fresadoras verticais pode aumentar significativamente a produtividade, convertendo uma fresadora simples de 3 eixos em uma máquina de 4 ou 5 eixos capaz de produzir componentes complexos com superfícies diferentes, como pás de turbina.
Sistema de refrigeração
A maioria dos centros de fresamento vertical CNC usa sistemas de lubrificação por resfriamento para garantir que as peças e ferramentas de corte estejam bem lubrificadas. Este sistema de resfriamento geralmente utiliza água e óleo solúvel, além de vários líquidos.
Habitação/Coberturas Completas
Estas coberturas ajudam a reduzir os respingos criados durante o fresamento. Eles também protegem os operadores das máquinas e o meio ambiente dos processos de usinagem.
Carregador de carregamento rápido
Mesas shuttle ou outros sistemas automatizados de carregamento de peças ajudam a aumentar a produtividade do centro de usinagem vertical CNC e, ao mesmo tempo, reduzem o tempo de inatividade.
Transportador de parafuso/cavacos
Transportadores de cavacos ou brocas podem ajudar a retirar os cavacos da área de trabalho. Isso aumenta a produtividade e elimina o tempo de inatividade causado pela remoção manual de cavacos residuais.
Aplicações e possíveis usos de centros de usinagem verticais
Os centros de usinagem vertical CNC podem usinar várias peças e produtos para diferentes indústrias e aplicações. Indústrias como aeroespacial, manufatura, engenharia e médica usam essa tecnologia de usinagem CNC devido às suas aplicações de alta exatidão, alta precisão e produção em massa.
Aqui estão algumas das partes editadas:
Peças com formatos inusitados
Estruturas como cesto ou pedestal apresentam formas irregulares. A maioria dessas peças usinadas requer usinagem multiponto mista de pontos, linhas e superfícies. Os centros de fresamento vertical com recursos de usinagem automática permitem usinar esses componentes complexos que muitas vezes são difíceis de produzir usando técnicas tradicionais.
Parte em forma de caixa
Peças CNC em formato de caixa são aquelas com um sistema de furo único e múltiplas cavidades. Essas peças quadradas são comuns em carros e aviões. – Bloco do motor, cabeçote, carcaça da bomba de engrenagens, bloco do motor diesel. Um centro de usinagem vertical permite realizar de 60 a 95% das operações padrão da máquina-ferramenta em uma única configuração.
Além disso, os centros verticais são caracterizados por alta precisão, eficiência, rigidez e troca automática de ferramentas. Desde que o fluxo do processo seja bem programado e você use os acessórios e ferramentas corretos, os difíceis problemas de usinagem de peças de caixa podem ser resolvidos.
Peças complexas com muitas curvas
Componentes como hélices, cames e impulsores com curvas complexas são padrão na aviação e no transporte. Com máquinas-ferramenta convencionais, é difícil produzir essas peças com peças curvas, contornos de superfície e peças em caixa/fundidas com cavidades internas fechadas com a precisão de usinagem desejada.
No entanto, os centros de usinagem verticais multieixos com tecnologia de máquina CNC integrada ajudam a produzir peças curvas com a mais alta precisão e exatidão, de forma eficiente e em menos tempo.
Novas peças em produção experimental
Os centros de usinagem verticais oferecem alta flexibilidade e adaptabilidade. Ao modificar o objeto que está sendo editado, você pode criar e inserir novos programas, alterar alguns segmentos do programa ou utilizar determinadas instruções especiais.
Por exemplo, você pode usar o recurso de zoom para criar peças com a mesma forma, mas com tamanhos diferentes. Ele oferece excelente conveniência para produção de pequenos lotes, testes de novos produtos ou produção de múltiplas variantes. Também encurta o ciclo de preparação da produção e teste de produção.
Diferenças entre centros de usinagem verticais e horizontais
Os centros de usinagem CNC são máquinas-ferramentas sofisticadas com automação integrada, usinagem composta, versatilidade e alta velocidade. Centros de usinagem horizontais e verticais são as fresadoras CNC padrão. Esta seção discute as diferenças entre as capacidades estruturais e o desempenho técnico dessas máquinas-ferramentas.
A orientação do fuso
Ambas as máquinas apresentam orientações diferentes que proporcionam a profundidade dos centros de usinagem horizontais ou a precisão dos centros de usinagem verticais. Esta é uma diferença fundamental entre essas duas máquinas. A orientação ou estrutura do fuso determina como a fresa interage/se relaciona com a peça de trabalho.
Geometria da ferramenta
A geometria de uma ferramenta frequentemente influencia as especificações e os resultados de corte. Os centros de usinagem horizontais são mais curtos e mais grossos, o que significa que possuem a estabilidade necessária para se manterem firmes na usinagem de cortes mais profundos.
A usinagem vertical, por outro lado, é mais precisa e ideal para peças menores. No entanto, também tem desvantagens. Devido à vibração, cortes mais profundos não podem ser feitos, resultando em desvios do projeto.
Especificações e precisão de corte
Os centros horizontais têm melhor desempenho que os centros verticais em termos de desempenho de remoção. Eles são muito estáveis e podem criar cortes mais profundos. Em geral, as máquinas verticais são frequentemente usadas para operações limitadas, como fresamento de canais e faceamento. No entanto, eles podem fazer cortes e acabamentos muito precisos. Esta capacidade de corte limitada leva, portanto, a taxas de remoção mais baixas.
Número de páginas para editar
Os centros de usinagem verticais, especialmente as fresadoras de 5 eixos, são mais adequados para usinar vários lados das peças. Eles geralmente vêm com paletes integrados com acessórios ou torres de mandril. A utilização do fuso em centros de usinagem verticais também foi significativamente melhorada. Isto facilita o acesso à parte frontal e traseira das peças de trabalho. Isso melhora a produtividade e reduz erros humanos. Contudo, estas opções estão limitadas a centros de usinagem horizontais.
Custo de cada máquina
As máquinas horizontais são significativamente mais caras para comprar e manter. Além disso, são necessários maquinistas profissionais para operá-los. Em última análise, isso aumenta os custos gerais de fabricação.
As máquinas verticais, por outro lado, são mais econômicas do que as máquinas horizontais. A operação e manutenção de centros de torneamento e fresamento verticais também são muito mais fáceis em comparação com máquinas horizontais. Eles são, portanto, adequados para todas as produções de pequenas séries.
Como você escolhe o centro de usinagem certo para o seu projeto?
Não há dúvida de que o centro de usinagem vertical é uma máquina-ferramenta amplamente utilizada em muitas oficinas mecânicas profissionais. Ainda assim, é importante considerar as enormes capacidades dos centros de usinagem verticais ao escolher um para o seu projeto.
Alguns centros de usinagem verticais podem realizar diversas operações de usinagem, enquanto outros são adequados para determinadas tarefas especializadas. Os VMCs oferecem muita personalização e versatilidade e são bastante duráveis. Mais importante ainda, avalie criticamente as especificações do seu projeto e as capacidades do centro de usinagem vertical para determinar se ele é mais adequado para o seu projeto.
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Diploma
O centro de usinagem vertical é uma máquina versátil e robusta que realiza operações de usinagem complexas. Os modelos avançados de centros de usinagem vertical CNC possuem tecnologia sofisticada que permite usinar peças com as mais rigorosas tolerâncias. Além disso, melhora o tempo de atividade e normalmente é personalizável para atender às especificações da sua peça. Os centros de usinagem verticais são de alta velocidade e oferecem excelente qualidade.
Perguntas frequentes
Quais são as limitações das fresadoras CNC?
As fresadoras CNC geralmente têm inúmeras limitações devido ao movimento do eixo, tamanho, capacidade da ferramenta e grau de liberdade. O custo geral de manutenção de fresadoras CNC também é outra limitação importante.
Qual é a altura do avanço no centro de usinagem vertical?
A taxa de avanço é a velocidade na qual a ferramenta de corte trabalha ao longo da peça durante uma única revolução.
Para que são utilizados os centros de usinagem verticais?
Os centros de usinagem verticais são amplamente utilizados para projetos de produção em massa de alta precisão em diversos setores. Devido à sua eficiência e capacidade de produzir componentes complexos e de alta precisão, eles são mais comumente usados nas indústrias automotiva e aeroespacial.
