aula torno cnc

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.

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

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.

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.

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.

Torno CNC

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.

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.

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

Ferramentas de Corte (Desbaste/Acabamento)

Trígono 80º

Triangular

Redondo

Ferramentas de Corte (Desbaste/Acabamento)

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 Canal (Sangramento)

Ferramentas de Corte (Corte/Canal)

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.

Ferramentas de Corte (Roscas)

- Perfil em V (sem formador de crista)

- Perfil Completo

- Multiaresta

- 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.

Ferramentas de Perfuração - Brocas

Fluido Refrigerante

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)

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

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

Posiciona a ferramenta no ponto

de aproximação (P1)

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

Posiciona para acabamento

Acabamento do Diâmetro de 85

Faceamento do comprimento de 30

Afastamento da Ferramenta

Torno CNC

• Manual (Anexo).

Obrigado.

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