O que é uma máquina de torno CNC?

Um torno CNC é uma máquina-ferramenta controlada por computador concebida para cortar, moldar e formar materiais cilíndricos com precisão. Este artigo explora em pormenor o funcionamento de um torno CNC, desde a sua estrutura e programação até ao processo de maquinagem propriamente dito.

Estas máquinas são essenciais em ambientes de fabrico modernos, incluindo a produção de componentes aeroespaciais e automóveis, dispositivos médicos e outros produtos maquinados com precisão. Ao contrário dos tornos tradicionais, os tornos CNC oferecem repetibilidade, produção a alta velocidade e a capacidade de efetuar maquinações complexas com o mínimo de intervenção humana. Este artigo explora em pormenor o funcionamento de um torno CNC, desde a sua estrutura e programação até ao processo de maquinação propriamente dito.

Porque é que é importante compreender o funcionamento de um torno CNC

Se é engenheiro, maquinista ou planeador de produção, é essencial compreender o funcionamento de um torno CNC para otimizar a eficiência da produção, reduzir o desperdício e garantir a precisão das peças nos fluxos de trabalho industriais modernos.

Componentes principais de um torno CNC

Sistema CNC (Controlador)

O controlador do torno CNC é a unidade de processamento central da máquina e desempenha um papel fundamental no seu funcionamento.

Cama de máquina

A base é feita de materiais de elevada rigidez, como o ferro fundido Meehanite, e suporta todos os componentes principais, garantindo a estabilidade dimensional durante a maquinagem.

Sistema de fuso

Este sistema faz rodar a peça de trabalho e é normalmente composto por um motor, engrenagens e um mandril. Por conseguinte, a qualidade do fuso tem um impacto direto no acabamento da superfície e na concentricidade.

Mandril e cabeçote móvel

O mandril mantém a peça de trabalho no lugar enquanto o cabeçote móvel fornece suporte durante a usinagem de peças longas. Além disso, os mandris hidráulicos aumentam a velocidade e a consistência da fixação.

Torre de ferramentas

As torretas seguram várias ferramentas e posicionam-nas para trocas automáticas de ferramentas, permitindo a maquinação contínua de várias operações sem intervenção manual.

Guias e fusos de esferas

Estes componentes guiam e deslocam com precisão a ferramenta de corte ao longo dos eixos X e Z. Os fusos de esferas, em particular, convertem o movimento rotativo do motor em movimento linear suave.

Sistemas auxiliares

Em conjunto, os sistemas de arrefecimento, as unidades de lubrificação, os transportadores de aparas e as protecções de segurança melhoram o desempenho da maquinagem e a segurança do operador.

Princípio de funcionamento do torno CNC

Do CAD ao código G

O processo começa com um modelo CAD. De seguida, o software CAM traduz este modelo em código G, que é a linguagem do torno CNC. Este código contém instruções para parâmetros como a velocidade do fuso, o movimento da ferramenta e a velocidade de avanço.

Configuração da máquina

Primeiro, fixe a peça de trabalho no mandril.

Em seguida, preparar as ferramentas na torre.

De seguida, defina os desvios da ferramenta e a origem (ponto zero).

Finalmente, carregar o programa de código G no controlador.

Execução do movimento

O controlador é responsável pelo envio de sinais aos servomotores, que por sua vez accionam os fusos de esferas e os accionamentos do fuso. Além disso, o feedback em tempo real dos codificadores garante a exatidão da posição. A máquina executa então as operações. Estas incluem faceamento, torneamento, perfuração, roscagem, ranhura e perfuração.

Controlo do percurso da ferramenta

O eixo X controla o movimento radial da ferramenta, enquanto o eixo Z gere o movimento longitudinal da ferramenta. Os eixos suplementares, como Y e C, fornecem capacidades para maquinação descentrada e angular.

Ciclos de maquinagem

Assim, a forma como um torno CNC funciona é mostrada no ciclo de maquinagem típico, que inclui passos como:

• Inicialização
• Desbaste (remoção de material a granel).
• Semi-acabamento
• O processo de acabamento consiste em obter tolerâncias apertadas e superfícies finas.
• Controlo de qualidade e remoção de peças

Diagrama do fluxo de trabalho do torno CNC

Toda esta sequência ilustra exatamente o funcionamento de um torno CNC. Mostra como converte desenhos digitais em peças maquinadas com precisão.

Passo a passo: Como funciona um torno CNC durante o funcionamento

• Ligar a máquina: Ligar a máquina e inicializar os eixos.
• Retorno de referência: Estabelecer as posições iniciais da máquina.
• Fixação da peça de trabalho: Utilizar uma bucha hidráulica ou métodos manuais.
• Carregamento de ferramentas: Carregar e calibrar ferramentas utilizando um dispositivo de ajuste de ferramentas.
• Execução do programa: Executar o programa NC e monitorizar os movimentos das ferramentas.
• Líquido de arrefecimento e lubrificação: Certificar-se de que os sistemas estão a funcionar corretamente.
• Inspeção: Utilizar sondas ou paquímetros para verificar as dimensões das peças.
• Desligar: Limpe a máquina e desligue-a com segurança.

Tipos de máquinas de torno CNC

A comparação entre os tipos de tornos CNC é a seguinte:

Vantagens dos tornos CNC

Alta precisão: Precisão de ±0,0001 polegadas.

– Repetibilidade: Ideal para produção em massa.

– Manuseamento de peças complexas: Suporta multitarefas com torneamento, fresagem e perfuração.

– Flexibilidade: Alternar facilmente entre diferentes partes através de software.

– Segurança: A redução do manuseamento manual diminui o risco de acidentes.

– Produtividade: A automatização reduz os tempos de ciclo e aumenta o rendimento.

Infográfico CNC vs. Torno convencional

Aplicações dos tornos CNC

Os tornos CNC são utilizados numa grande variedade de indústrias:

– Aeroespacial: Eixos, peças de turbinas e carcaças estão incluídos.

Setor automóvel: Engrenagens, pistões, eixos e componentes de transmissão;

– Medicina: Parafusos ósseos, implantes e instrumentos cirúrgicos.

– Petróleo e gás: Roscas de tubos, válvulas e conectores.

– Eletrónica: Caixas, conectores e dissipadores de calor.

Considerações sobre custos na seleção de um torno CNC

O custo total é influenciado por vários factores:

– País de fabrico (por exemplo, Alemanha vs. China).

– Comprimento da cama e tamanho do mandril

– O número de eixos e de ferramentas activas.

– Níveis de precisão e tolerâncias de material

– Sistemas auxiliares (refrigeração, transportador de aparas, etc.).

Serviços de expedição e instalação

Exemplos de intervalos de preços

Tendências futuras em tornos CNC

Fabrico inteligente: Programação assistida por IA, com controlo adaptativo.

– Velocidade ultra-alta: Os fusos eléctricos excedem as 100.000 RPM.

– Fabrico ecológico: Maquinação a seco e servos de baixo consumo.

– Conectividade com a nuvem: São oferecidos diagnósticos remotos e manutenção preditiva.

Perguntas frequentes sobre o funcionamento de um torno CNC

Q1: Quais são as principais diferenças entre um torno CNC e um torno manual?

Um torno CNC é automatizado e segue instruções previamente programadas, enquanto um torno manual requer que o operador o controle diretamente.

Q2: Que tipos de operações podem ser efectuadas por um torno CNC?

As operações comuns, tais como torneamento, faceamento, roscagem, ranhura, perfuração e corte, são todas automatizadas através do programa CNC.

Conclusão

Agora já sabe como funciona um torno CNC. Os tornos CNC são fundamentais no fabrico avançado. Oferecem uma precisão, automação e escalabilidade inigualáveis.

Por conseguinte, se pretende que a sua empresa se mantenha competitiva, é crucial que invista no torno CNC correto. Considere explorar o nosso catálogo de máquinas CNC para encontrar a melhor opção para as suas necessidades.