SUPORTE DE MICAS CNC 9
Manuel Paiva Paulo Gomes
RELATÓRIO de MAQUINAÇÃO UFCD 5842 – Maquinação torneamento CNC
Existindo a necessidade de criação de suportes de micas para manter junto às máquinas com instruções técnicas e informações necessárias, foi-nos solicitada uma solução para este facto.
ORIGEM DO PROJECTO 1
Analisando as micas próprias a usar nesses suportes identificámos as necessidades que as peças a maquinar deveriam satisfazer.
MICAS A UTILIZAR Exemplo de mica a utilizar nos suportes a conceber. Detalhe do veio a encaixar no suporte.
A partir da situação identificada, verificámos que era necessário ter em conta a forma de fixação, a medida do encaixe, a profundidade do mesmo e o número de micas que cada suporte deveria poder conter.
DADOS PARA EXECUÇÂO DO DESENHO 2
Esses valores foram os dados que originaram as cotas para execução do desenho, em MASTERCAM, das peças a maquinar.
COMPRIMENTO DO VEIO NA MICA
DIÂMETRO DO VEIO NA MICA
MICAS POR SUPORTE
O comprimento do veio a encaixar no suporte é de
O diâmetro do veio a encaixar no suporte é de
Por suporte foi definido um mínimo de
9mm.
4mm.
4 a 10 micas.
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Com os dados recolhidos, e experimentando diversas formas de fixação e de encaixe das micas, foram desenhadas várias opções de suporte para maquinar. Antes de maquinar para testar os desenhos das peças foram impressos protótipos em 3D.
DESENHO E TESTE DE MODELOS
Testada a funcionalidade destes, foram escolhidos os modelos a maquinar e distribuídos por grupo.
O suporte de 50mm com caixa em rasgo foram as peças que o nosso grupo maquinou. O suporte é composto por duas peças iguais para apoio superior e inferior das micas.
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3
PEÇAS A EXECUTAR 4
Da análise da peça a produzir, verificámos que seria necessário fazer a mesma em duas máquinas CNC e uma convencional. Os processos a realizar foram de torneamento CNC, corte em fresadora convencional e fresagem CNC e foram separados em operações individuais.
ESTUDO DOS MÉTODOS E PROCESSOS 5
Desta forma ao fim dos três processos é esperado obter as duas peças necessárias.
Estando a peça desenhada no MASTERCAM foi decidido realizar a maquinação da mesma nesse programa e gerar aí o código G.
MAQUINAR NO MASTERCAM
Foram usados dois “machine group” no desenvolvimento da maquinação, um torno HASS e uma fresadora HASS.
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As várias operações foram programadas de forma a produzir duas peças ao fim dos processos.
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Para realizar o torneamento foi utilizado o Torno CNC HASS ST-20. Para cortar a peça usámos uma fresadora convencional.
EQUIPAMENTO UTILIZADO
Para realizar a maquinação foi utilizada a Fresadora CNC HASS VF-1.
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TORNO HASS ST-20 CNC Lathe
FRESADORA CONVENCIONAL Fresadora existente na oficina de maquinação convencional
FRESADORA HASS VF-1 Vertical Machining Center
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ESCOLHA DOS MATERIAIS E FERRAMENTAS
Como usámos três máquinas diferentes, escolhemos as ferramentas próprias a cada uma delas, os respectivos suportes conforme a máquina e especificações técnicas. Foram usadas no torno ferramentas motorizadas que permitiram realizar os rasgos necessários com auxílio do eixo C.
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T1 FERRAMENTAS PARA O TORNO
FERRO DE DESBASTE /ACABAMENTO Vc – 2000 rot/min
8.1
Vf – 275 mm/min
A partir do desenho em MASTERCAM da peça a tornear, do material escolhido e das ferramentas existentes na oficina, decidimos quais a utilizar.
T3 FRESA DE TOPO DE NAVALHAS ⌀4 Vc – 2500 m/min Vf – 200 mm/min
O mesmo ferro para desbaste e acabamento, ferramenta motorizada com fresa e para o sangramento o ferro de sangrar.
T7 FERRO DE SANGRAR
Para ajudar ao processo de realizar o offset das ferramentas, utilizámos a sonda electrónica.
Vc – 1000 rot/min Vf – 100 mm/min
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SERRA CIRCULAR
FERRAMENTAS PARA A FRESADORA CONVENCIONAL
Vc – 180 rot/min Vf – 97 mm/min
8.2
T1 FERRAMENTAS PARA A FRESADORA
SONDA ELECTRÓNICA
8.3 Para a fresadora CNC, utilizámos a roca para facejar, broca de ponto e broca para os furos, escareador para os chanfros e macho para as rocas internas.
T2 ROCA DE PASTILHAS ⌀80 Vc – 3000 m/min Vf – 1000 mm/min
Para ajudar ao processo de realizar o offset das ferramentas, e medir com precisão a localização do bruto a maquinar, utilizámos uma sonda electrónica.
T3 BROCA DE PONTO ⌀3.15
Vc – 3000 m/min Vf – 300 mm/min
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T4
T7
T6
BROCA ⌀4,2
ESCAREADOR ⌀12
MACHO M5
Vc – 1800 m/min
Vc – 5000 m/min
Vc – 800 m/min
Vf – 250 mm/min
Vf – 400 mm/min
Vf – 640 mm/min
MACHO M5 E DESANDADOR
FERRAMENTAS MANUAIS 8.4
ESCAREADOR
Em algumas tarefas foi necessário complementar manualmente, como o escareamento e roscagem nos quais foi necessário usar ferramenta manual.
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Utilizámos um bruto em alumínio, com as medidas apropriadas à maquinação a realizar, previamente cortado.
MATÉRIA-PRIMA ALUMÍNIO LIGA 20/24 ⌀60
A partir da análise feita ao desenho em MASTERCAM e recorrendo às ferramentas do programa gerámos o programa em linguagem G Code. Neste aplicámos os parâmetros de corte indicados para cada ferramenta e descrevemos os caminhos que devem percorrer para realizar correctamente os vários processos de maquinação da peça.
PROGRAMAÇÃO G CODE
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PROGRAMA G CODE PARA O TORNO 9.1 Com recurso ao eixo C gerámos o código necessário ao desbaste e acabamento do contorno da peça, fresagem das caixas na face do bruto e sangramento.
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PROGRAMA G CODE PARA A FRESADORA 9.2 Para terminar a peรงa depois de cortar realizรกmos o facejamento e roscagem da mesma na fresadora CNC usando o cรณdigo que gerรกmos com o MASTERCAM.
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Simulámos o programa G Code que escrevemos de forma a visualizar os caminhos a percorrer pelas ferramentas aquando da maquinação, verificando se existiria algum erro. Como a simulação decorreu correctamente, prosseguimos para a maquinação.
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SIMULAÇÃO DE MAQUINAÇÃO MASTERCAM 10
MONTAGEM DAS FERRAMENTAS
Tanto o torno HASS ST-20 como a fresadora CNC HASS VF-1 tinham ficado preparados da utilização pelo grupo anterior e as ferramentas seleccionadas estavam já montadas, pelo que apenas foi necessário mudar a sua posição de acordo com o programa e efectuar a montagem da sonda electrónica.
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MEDIÇÃO AUTOMÁTICA NO TORNO Sonda interna do torno
MEDIÇÃO DAS FERRAMENTAS 12
Utilizando a medição automática por sonda interna que tanto o torno como a fresadora possuem, e através do software dos controladores HASS (teclas MDI /PRGRM CONVRS /TOOL SETTING), tendo em conta a geometria e função de cada ferramenta procedemos à medição das mesmas com o programa adequado e simultaneamente a introdução automática desses valores no offset de cada uma.
MEDIÇÃO AUTOMÁTICA NA FRESADORA Sonda fixa da fresadora e medição da altura da roca
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Procedemos à fixação do bruto de alumínio na bucha. Foi necessário mudar a posição dos mordentes na bucha para ajustar ao diâmetro de 60mm do bruto por nós utilizado. A fixação foi feita de forma a deixar material suficiente para permitir a maquinação da peça com um comprimento total de 20mm. Para definir o ponto zero do bruto em Z aproximámos a ferramenta de desbaste da ponta do bruto, sendo que este valor foi introduzido no Z do plano de trabalho 54 (ponto zero da peça). Foi retirado 0.5mm a esse valor para que quando a maquinação fosse efectuada o bruto fosse facejado e acertado.
Copiámos de seguida o programa “O00300” para o torno, e efectuamos a simulação do mesmo com a ajuda do software do controlador. Como não maquinação.
detectámos
erros
avançámos
para
a
FIXAÇÃO DO BRUTO TORNO CNC 13
MEDIÇÃO E PONTO ZERO DO BRUTO 14
CÓPIA E SIMULAÇÃO DO PROGRAMA 15
PROCESSO DE MAQUINAÇÂO NO TORNO 16 15
DESBASTE e ACABAMENTO – Decorreu de acordo com o programa, sem incidentes. ABERTURA DE CAIXAS NO EIXO C – O processo decorreu de acordo com o programa. CHANFRO E SANGRAMENTO – Decorreram de acordo com o programa, sem incidentes.
MAQUINAÇÃO NO TORNO CNC Imagens do processo
-Fixação da peça na prensa
PROCESSO NA FESADORA CONVENCIONAL 17
-Aproximação da serra circular ao topo da peça -Colocar o eixo Z em zero -Baixámos a serra 26.5mm (25mm do diâmetro da peça + 1.5mm de metade da espessura da serra) -Cortámos com movimento em X retirando de mm a mm no eixo do Y
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Procedemos à fixação da peça na prensa manual de forma a garantir que a face a furar ficasse paralela ao plano XY. Prendemos a peça de forma a deixar espaço suficiente para prevenir o embate das ferramentas na prensa. Realizámos um desbaste manual com a roca o qual rectificou a face de forma a garantir a planeza desta.
Copiámos o programa “O00301” para a fresadora, e efectuamos a simulação do mesmo com a ajuda do software do controlador. Como não maquinação.
detectámos
erros
avançámos
para
FIXAÇÃO DA PEÇA NA FRESADORA CNC 18
PROCESSO DE MAQUINAÇÂO NA FRESADORA
a
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PONTEAR – O processo decorreu de acordo com o programa. FURAÇÃO – Decorreu sem anomalias. ROSCAGEM – O processo de roscagem com macho M5 decorreu conforme o programa.
Para garantir uma melhor e mais profunda roscagem na peça fizemos o acabamento desse processo manualmente.
ACABAMENTO DE ROSCAGEM MANUAL 20
A peça maquinada de acordo com o processo descrito ficou com as medidas indicadas no desenho e ficou com um acabamento adequado e satisfatório.
CONCLUSÃO
Concluímos que o processo por nós utilizado se revelou eficaz na maquinação da peça proposta.
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