Os dispositivos de fixação de peças são uma parte inseparável de uma oficina CNC. À medida que a usinagem CNC evoluiu ao longo dos anos e as peças se tornaram mais complexas, muitas pesquisas também foram feitas sobre o projeto de acessórios CNC. No entanto, eles não são discutidos com tantos detalhes quanto outros desenvolvimentos, embora seu papel no posicionamento preciso das peças e na precisão da usinagem seja inegável.
Neste artigo, analisamos o tópico de gabaritos CNC e discutimos vários tipos inovadores de gabaritos CNC.
Tipos de acessórios CNC
Vamos mergulhar direto no assunto. Existem muitos tipos de acessórios de usinagem, dependendo da peça, da máquina e do maquinista. As seções a seguir sobre tipos de acessórios CNC visam cobrir os principais tipos encontrados na caixa de ferramentas de fixação de um maquinista.
Dispositivo de torno CNC
As morsas CNC são o dispositivo de usinagem preferido para a maioria das configurações de usinagem devido à sua versatilidade e facilidade de uso. Eles são derivados do torno mecânico tradicional, popular na marcenaria e na fabricação manual, e representam a versão mais precisa dele.
As morsas CNC fornecem uma força de fixação incrível através de um mecanismo de parafuso hidráulico/pneumático. Seu mecanismo interno consiste em duas superfícies inclinadas (como uma cunha) pressionadas uma contra a outra para aumentar a rigidez e evitar o levantamento das mandíbulas.
Além disso, eles também apresentam bordas planas e precisas em seu perímetro externo. Essas superfícies são perpendiculares entre si, permitindo que a morsa seja posicionada com precisão na mesa de trabalho ou em acessórios personalizados.
Outra característica é a construção da mandíbula. Embora pareçam planas, a textura da superfície e a força de fixação criam uma alta pressão de fixação que mantém uma aderência firme à peça durante a usinagem.
Dispositivo angular
Os gabaritos angulares são outra ferramenta comumente usada entre os acessórios de peças CNC. Seu principal objetivo é segurar a peça em determinados ângulos. As aplicações mais comuns incluem chanfrar, chanfrar e furar em ângulos.
Assim como o torno CNC, os dispositivos angulares são confiáveis e estáveis. A placa angular geralmente possui um padrão de furos para colocação e montagem conveniente de peças. Além disso, muitos produtos também apresentam um ângulo ajustável com um mecanismo de travamento para que os maquinistas possam ajustá-lo de acordo com suas necessidades.
Os gabaritos angulares são extremamente úteis para maquinistas que trabalham com peças que estão além das capacidades de sua máquina. Por exemplo, uma peça prismática com algumas superfícies angulares pode ser facilmente usinada em uma máquina de 3 eixos com um acessório angular. Ao mesmo tempo, também pode ser processado numa máquina de 4 eixos, embora com um custo adicional.
Dispositivo de aperto
Os grampos vêm em muitos tipos e formatos diferentes, mas o propósito básico permanece o mesmo. Eles mantêm a peça no lugar aplicando força mecânica. Esta força é frequentemente exercida por parafusos ou molas. Alguns tipos populares de grampos incluem grampos escalonados, grampos de borda, grampos de fixação e grampos de ponta.
Embora os grampos não sejam necessariamente um dispositivo CNC em si, eles se enquadram na categoria ampla. Portanto, vale a pena mencioná-los aqui.
Dispositivo tensor
Os gabaritos são importantes dispositivos de usinagem usados para guiar o movimento da ferramenta de corte e posicioná-la com precisão sobre a peça de trabalho. Uma aplicação comum de gabaritos é a perfuração. Se uma peça tiver vários furos em locais diferentes, usar um gabarito com furos pré-perfurados (como um modelo) economiza muito tempo.
Existem diferentes tipos de dispositivos:
- medidor de placa
- Teoria dos modelos
- Medidor de ângulo
- Dispositivo de folha
- Medidor de diâmetro
É importante notar que muitos engenheiros diferenciam entre gabaritos e acessórios devido à função específica dos acessórios que controlam o movimento da ferramenta. Os suportes, por outro lado, são dispositivos estritamente falando que seguram e posicionam a peça de trabalho. Apesar desta distinção, os gabaritos e os acessórios enquadram-se na ampla categoria de fixação de peças e muitas vezes operam lado a lado.
Dispositivo de indexação
Os dispositivos de indexação são extremamente úteis na produção de peças com padrões geométricos uniformemente espaçados. Por exemplo, uma peça circular com furo a cada 30 graus. As aplicações comuns incluem ranhuras de corte, engrenagens e ranhuras de fresamento, todas características geométricas uniformemente espaçadas.
As cabeças divisórias CNC são robustas e podem ser facilmente fixadas à mesa de trabalho. Além disso, os modernos cabeçotes divisores CNC com servocontroles podem ser automatizados e controlados diretamente a partir do controlador da máquina ou de uma unidade de controle independente.
Dispositivo modular
As luminárias modulares são um dos tipos de luminárias CNC mais inovadores desta lista. Eles não fazem parte de um sistema de fixação e geometria padrão, como tornos e grampos. Em vez disso, eles consistem em uma ampla gama de componentes intercambiáveis que podem ser montados em um conjunto de fixação personalizado e exclusivo para a tarefa em questão.
Esses componentes reconfiguráveis incluem placas, grampos, suportes e posicionadores em diversos tamanhos. Além disso, sua montagem é rápida e fácil e é realizada por meio de posicionadores ou fixadores.
Dispositivos modulares oferecem inúmeras vantagens. Por serem adaptáveis a diferentes aplicações, economizam custos investindo menos em acessórios especializados. Além disso, são dispositivos de rastreamento precisos e podem ser expandidos para estruturas maiores.
Considerações de projeto de fixação CNC
Projetar acessórios CNC pode ser um processo bastante complexo. Dependendo do projeto da peça e das funções da máquina, a dificuldade do processo pode variar. Damos a você algumas dicas de especialistas para tornar o processo de projeto de acessórios de peças CNC mais gerenciável e sistemático.
1. Defina claramente os requisitos de design do seu dispositivo CNC
Como acontece com qualquer projeto de engenharia, o projeto de acessórios CNC começa com a definição do problema. Neste contexto, os designers devem esclarecer os seus objetivos em termos de precisão de produção, custo, programação, etc., para obterem uma imagem clara do que pretendem.
2. Colete informações relevantes da loja
A próxima etapa é coletar informações sobre seus recursos. Isso inclui o tipo de máquina CNC que você possui, os materiais com os quais seu equipamento irá trabalhar, o número de operações de usinagem e sua sequência e, claro, as especificações da peça.
3. Desenvolva mais de um projeto para design de acessórios CNC
A vantagem dos dispositivos de fixação de peças CNC é que nunca existe apenas uma solução. Você pode ser criativo no design de acessórios e desenvolver diversas soluções de fixação de peças. Como designer, é aconselhável reunir todas as ideias e preparar um rascunho básico de cada ideia para comparação.
4. Escolha a melhor ideia de fixação CNC
Depois de ter várias ideias na mesa, o próximo passo é pesar os prós e os contras à luz das necessidades específicas do seu projeto. Eventualmente, após alguma consideração, você decidirá qual a melhor opção para sua aplicação. Lembre-se de considerar tudo, incluindo custos de fabricação, custos de ferramentas, manutenção e vida útil do produto.
5. Otimize e implemente o dispositivo CNC selecionado
A etapa final é otimizar o design escolhido e finalizar os planos de produção. O objetivo é maximizar a precisão do dispositivo e a relação custo-benefício. Os especialistas aconselham a utilização de componentes padrão, como braçadeiras, parafusos, placas, etc., se possível, para se beneficiar de sua qualidade e baixo custo.
Outra recomendação é não focar muito no acabamento pois trata-se apenas de um gabarito. Use métodos caros de acabamento de superfície apenas se for absolutamente necessário.
Além disso, a última dica é um pouco contra-intuitiva, mas útil. Tolerâncias de peças muito apertadas também devem ser evitadas. Eles não melhoram necessariamente a precisão do posicionamento, mas aumentam os custos. Normalmente, os maquinistas podem eliminar facilmente pequenas imprecisões na configuração e no posicionamento das peças.
Técnicas avançadas de fixação CNC para peças usinadas
O campo do projeto de acessórios CNC está evoluindo tão rapidamente quanto a própria tecnologia de usinagem. Com o advento da Indústria 4.0, os acessórios CNC para peças evoluíram para dispositivos inteligentes. Nas seções seguintes discutiremos alguns desses desenvolvimentos.
1. Carregamento de dispositivo robótico
Carregar e descarregar equipamentos de processamento sempre consumiu muito tempo. As oficinas mecânicas modernas agora economizam muito tempo carregando e descarregando equipamentos usando robôs. Isto não é apenas rápido, mas também muito mais preciso do que o carregamento manual.
Além disso, os braços robóticos podem armazenar centenas de rotinas, permitindo que os engenheiros de produção automatizem a carga e descarga de toda a sua frota de produtos com apenas um robô.
2. Monitoramento de dispositivos CNC
O monitoramento do processo e configuração pelo dispositivo CNC também é uma aplicação interessante de tecnologias modernas nesta área. Alguns projetistas de acessórios usam medições de sensores em vários locais do acessório para monitorar itens como força de fixação, validação de peças e confirmação da posição do acessório.
3. Amortecimento do dispositivo
O amortecimento é um fator importante na supressão de vibrações de usinagem, que pode ter consequências catastróficas para a peça quando ocorrem problemas como vibração. Certos tipos de acessórios CNC utilizam materiais de amortecimento especiais que podem absorver as forças de usinagem enquanto mantêm a peça estável e bem posicionada. Esta é uma ótima solução para evitar problemas como tagarelice.
Preciso de um acessório CNC personalizado?
Nas seções anteriores, falamos sobre vários tipos de acessórios CNC. No entanto, apesar dos muitos acessórios de usinagem disponíveis no mercado, nem sempre é possível segurar e posicionar determinadas peças com soluções de fixação padrão.
Neste caso, você deve considerar um acessório CNC personalizado. Como o nome sugere, este é um dispositivo feito sob medida para uma aplicação específica.
Tecnicamente falando, é fácil decidir se você precisa ou não de um acessório personalizado. Quando as soluções padrão não são suficientes, você precisa delas. No entanto, você também deve considerar fatores como o custo de projetar e fabricar acessórios de fixação CNC personalizados e o retorno do investimento. É mais uma decisão de negócios do que técnica.
Concluindo
Os dispositivos de fixação CNC são, sem dúvida, um elemento crucial da indústria de usinagem e desempenham um papel crucial na manutenção dos padrões de qualidade. Com vários tipos de acessórios CNC, este também é um campo diversificado em projetos de engenharia.
Perguntas frequentes
Que tipo de peças os acessórios CNC podem suportar?
As luminárias CNC são dispositivos flexíveis que podem conter peças redondas, prismáticas, placas, cilíndricas e de formato irregular.
Os acessórios CNC são intercambiáveis entre diferentes máquinas CNC?
A maioria dos acessórios CNC são intercambiáveis devido às suas características geométricas padrão. No entanto, em casos raros, isso pode não ser possível se as especificações da máquina diferirem significativamente ou se o dispositivo for feito sob medida.
Como escolho o acessório CNC certo para minha aplicação?
Vários fatores devem ser levados em consideração, como dimensões, formato e material da peça, operações de usinagem, sequência dessas operações e capacidades da máquina CNC.
