1323515563 Apostilas e Material Didatico Manufatura Maquinas CNC

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INTRODUO EVOLUO DAS MQUINAS FERRAMENTAS Apresentao: No desenvolvimento histrico das Mquinas-Ferramentas de usinagem, sempre se procurou solues que permitissem aumentar a produtividade com qualidade superior e minimizao dos desgastes fsicos na operao das mquinas. Muitas solues surgiram, mas at recentemente, nenhuma oferecia a flexibilidade necessria para o uso de uma mesma mquina na usinagem de peas com diferentes configuraes e em lotes reduzidos. Um exemplo desta situao o caso do torno. Em paralelo ao desenvolvimento da mquina, visando o aumento dos recursos produtivos, outros fatores colaboraram com sua evoluo, que foi o desenvolvimento das ferramentas1 desde as de ao rpido, metal duro, s modernas ferramentas com insertos de cermica. As condies de corte imposta pelas novas ferramentas exigiram das mquinas, novos conceitos do projeto que permitissem a usinagem com rigidez e dentro destes novos parmetros. Ento com a descoberta e conseqente aplicao do Comanda Numrica a Mquina Ferramenta de Usinagem, esta preencheu as lacunas existentes nos sistemas de trabalho com peas complexas, reunindo as caractersticas de vrias destas mquinas, Dentro do desenvolvimento das tecnologias de fabricao, a mquina Comando Numrico (CNC) aparece hoje no mais como uma opo, mas sim como necessidade para que as empresas possam tornar-se mais competitivas e at mesmo assegurar suas participaes no seu segmento de mercado e, como conseqncia aumenta a cada dia a demanda de profissionais preparados para trabalhar com este tipo de equipamento. Histrico: Podemos considerar a evoluo histrica da usinagem mecnica como um esforo contnuo de superar dificuldades na confeco de peas cada vez mais complexas com um grau cada vez maior de repetibilidade. Essa caracterstica de repetibilidade se torna extremamente importante na medida em que a pea mecnica no trabalha mais isolada, como era o caso da lamina do arado ou da ponta de lana, mas sim, em conjunto com outras peas, devendo haver o melhor ajustamento possvel entre elas. Se, alm disso, desejarmos fabricar um produto em grandes lotes, torna-se imperativo diminuir a um mnimo o esforo de ajustagem, para que as diversas peas, freqentemente provenientes de diversas origens, se encaixem satisfatoriamente e trabalhem harmoniosamente em conjunto. Outra tradicional dificuldade encontrada em mecnica a diversidade de peas mecnicas que desejamos produzir a um custo aceitvel. Na medida em que automatizamos o processo de fabricao para eliminar os erros e a morosidade introduzidos pelo fator humano presente no sistema, estamos diminuindo a. flexibilidade desse processo. Aumenta a repetibilidade. Aumenta a produo, e cai o custo, Entretanto o sistema se tornou rgido a ponto de exigir grandes (e custosos) esforos para a reprogramao para que se possa fabricar outra pea. Por ltimo, resta-nos falar da dificuldade citada no comeo deste histrico: o desejo de fabricar peas cada vez mais complexas para atender demanda de uma tecnologia cada vez mais sofisticada. Faamos uma pausa, para pensarmos nas caractersticas mais desejveis que uma mquina-ferramenta possa apresentar. Seriam justamente aqueles que permitiriam superar uma a uma as principais dificuldades que acabamos de ver no tpico anterior. desejvel que uma mquina-ferramenta seja flexvel na variedade de operaes que capaz de executar. Que seja capaz de usinagens complexas. Que garanta mxima repetibilidade de uma pea para outra e que a essas caractersticas alie unia alta produtividade. Examinaremos uma a uma essas caractersticas:1

Flexibilidade A mquina-ferramenta universal manipulada por um operador especializado um sistema de fabricao de peas mecnicas que necessita de poucas adaptaes para passar a fabricar uma nova pea. Em um torno, por exemplo, trocam-se alguns parmetros de corte, muda-se a fixao, a ferramenta, e o torno est pronto para tornear um eixo em vez da bucha que vinha fazendo. s vezes, nem isso. Basta fornecer ao operador o novo desenho que contm as informaes que especifiquem os parmetros da nova pea. Podemos dizer que o desenho constitui o programa que ser executado pelo operador para fabricar a pea em determinada mquina. Podemos, pois, estabelecer um conceito de FLEXIBILIDADE a facilidade que apresenta determinado sistema de fabricao de ser reprogramado para fabricar novas peas. A flexibilidade a caracterstica por excelncia da mquina-ferramenta universal. A mquina automtica, ao contrrio, tende a ser rgida. Pode-se mesmo dizer que tanto mais rgida quanto mais automtica. Reprogramar uma mquina , no mnimo, demorado. Complexidade medida que evolui a tecnologia, tendem a aparecer peas cuja execuo se torna cada vez mais difcil. Como exemplos poderamos citar hlices de avies e de barcos sistemas de transmisso de helicpteros, ps de turbina, refletores elpticos usados em satlites meteorolgicos, etc. Podemos dizer que COMPLEXIDADE o grau de dificuldade de manufatura de uma pea mecnica. A complexidade de uma pea mecnica no est no nmero de operaes, e sim na geometria pouco convencional que possa ter. Quando aparecem planos que se apresentam em ngulos pouco usuais em relao aos demais da pea, quando aparecem superfcies que no sejam planas, cnicas ou cilndricas, podemos falar em pea complexa. A mquina Comando Numrico no se originou de uma tendncia para melhorar processos produtivos j existentes, mas para tornar possveis usinagens complexas, at aquele momento, muito difceis de executar. A mquina universal no oferece meios para usinagens complexas, pois estas exigem o controle preciso de vrios eixos simultaneamente. No caso das mquinas automticas, o problema chegou a ser resolvido para grandes lotes de peas fabricadas em tornos, com a construo de tornos automticos. Para operaes que no so executados em tornos, como por exemplo, hlices, essa soluo se mostrou inexeqvel. Repetibilidade Tradicionalmente tem sido muito difcil fabricar lotes de peas dentro de determinada tolerncia de medidas. Em razo da fadiga do operador e da prpria maneira com que as medidas so introduzidas na mquina-ferramenta universal, podemos dizer que praticamente impossvel fabricar duas peas simples iguais. Quando a pea se torna complexa, diramos que totalmente impossvel. Para estabelecer um conceito de REPETIBILIDADE, podemos dizer: a capacidade de manter dentro de uma tolerncia determinada as medidas de uma pea para outra. Esse conceito se torna extremamente importante, como j foi dito anteriormente, na medida em que peas freqentemente de vrias procedncias devam ser montadas em um conjunto perfeitamente ajustado. Em uma produo em srie importante que essa montagem se d sem que sejam necessrios maiores trabalhos de ajustagem. Produtividade Outro inconveniente da mquina-ferramenta universal a morosidade da execuo em virtude da lentido do fator humano presente no sistema. um sistema flexvel, mas lento. J a mquina automtica no apresenta esse inconveniente, pois foi desenvolvida2

justamente para super-lo. Entretanto pela dificuldade da programao e pela falta de flexibilidade, no se justifica o uso de mquinas automticas em lotes pequenos ou mesmo mdios. Portanto, PRODUTIVIDADE a capacidade de fabricar determinado lote de peas no menor tempo possvel, sem prejuzo da qualidade. Pouco precisa ser dito a respeito deste ltimo conceito. Parece bastante bvio que quanto maior a produtividade menor o custo da pea e, por isso, maior a capacidade do produto de competir no mercado de consumo. A Mquina-Ferramenta Programvel Da tentativa de atender principalmente ao conceito de complexidade, mas tambm aos demais que acabamos de ver, se originou a tecnologia da mquina programvel por coordenadas numricas. Em 1974, um pequeno fabricante de hlices para helicpteros, John Parsons, inventou uma mquina comandada por meio de informaes numricas. O resultado desejado era o de reduzir as operaes de controle das hlices, muito demoradas e dispendiosas. A mquina, uma fresadora por coordenadas, tinha os eixos da mesa comandados por cartes perfurados nos quais estavam codificadas as coordenadas dos pontos. No ano seguinte, a Fora Area Americana se dedicou soluo de problemas que as mquinas copiadoras no estavam aptas a resolver, sobretudo pelas continuas modificaes introduzidas nas peas. A Fora Area Americana se interessou pelos estudos de John Parsons, e o Governo americano resolveu financiar o projeto com trs eixos controlados. Parsons e o MIT ( Massachussets lnstitute of Tecnology ) participaram do projeto. Cinco anos depois (1953), o MIT apresentou a fresadora, e o resultado foi excelente, sendo o sistema do comando chamado Numerical Control. Surgiram as primeiras aparelhagens de Comando Numrico no Plano e de Comando Numrico rio Espao. As elevadas operaes de que eram capazes comportavam um custo notvel que limitava a sua difuso queles setores tecnologicamente mais avanados nos quais era necessrio executar trabalhos que s poderiam ser obtidos mediante Comandos Numricos Contnuos. No princpio dos anos 60, comeou a ser construdo um tipo diferente de mquinas Comando Numrico, com custo e prestaes mais modestas, conhecidas como ponto-aponto. Estas mquinas permitiam o posicionamento sobre dois eixos e trabalho ao longo de um terceiro, como uma operao de furaco, por exemplo, ou ento trabalhos sobre um nico eixo de cada vez, seguindo um percurso paralelo a este. Com isso o Comando Numrico parou de ser usado exclusivamente em trabalhos at ento impossveis de realizar e veio assumir uma posio definitiva em termos de melhoria de eficincia e da economia de procedimentos j existentes.

Definio: Como definio, pode-se dizer que o Comando Numrico um equipamento eletrnico capaz de receber informaes atravs de entrada prpria de dados, compilar estas informaes e transmiti-las em forma de comando mquina ferramenta de modo que esta, sem a interveno do operador, realize as operaes na seqncia programada. Para entendermos o princpio bsico de funcionamento de uma mquina-ferramenta Comando Numrico, devemos dividi-la gene