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Introdução

Desenvolvimento

Nos finais dos anos 80, início dos 90, no apogeu do reinado das

máquinas convencionais, na operação de máquinas ferramenta,

como tornos e fresadoras, era comum ver profissionais de

excepcional qualidade técnica, no uso e no domínio desses

equipamentos. O par homem e máquina confundia-se muitas

vezes como de um ser único se tratasse, os pequenos

movimentos, os cálculos precisos, tudo isso resultava num

trabalho perfeito, por vezes até demasiado perfeito, exemplo

disso, era o quase polimento do topo de um veio quando de

seguida essa mesma superfície ia ser pintada. O trabalho

efectuado era de excelente qualidade, mas a intermutabilidade

não era muitas vezes conseguida, funcionava muito bem o par de

peças a ajustar, por exemplo maquinava-se uma ponta roscada,

com o objectivo de um diâmetro específico, quando era atingida a

qualidade pretendida, começava-se a maquinação da porca e

terminava-se quando o par funcionava na perfeição. Nestes casos

o funcionamento parafuso\porca era conseguido na perfeição,

mas o diâmetro nominal dessa ligação estava longe de ser um

valor normalizado, por exemplo, em vez de um M20 pretendido,

tinha-se por exemplo um M19.8. Era um par único, sendo mais

tarde uma tarefa inglória substituir um destes componentes por

questões de manutenção, já que as cotagens nominais não eram

valores normalizados. Outras das características dominantes no

trabalho dessa época era na maquinação de secções dimen-

sionais, com tolerâncias apertadas, a intermitência entre

operações de maquinação e de medição de controlo. Este ritual

intermitente entre maquinação e mediação repetia-se de forma

constante até à obtenção da cota final.

Depois veio a era dos equipamentos CNC, Tornos, Centros de

maquinagem, cada vez com mais eixos e mais funcionalidades,

novas ferramentas, mais sistemas de controlo dimensional, etc.

Um novo mundo, com uma única falha, não ajustamos a nossa

mente a estes novos equipamentos, continuamos a usar estes

equipamentos como “maquinas convencionais”, continua-se a

assistir a operações de maquinagem interrompidas por tarefas

de controlo dimensional, como se a tarefa de atingir a cota final,

dentro de tolerância, à primeira, seja um mero desejo, algo

utópico e inatingível.

O problema tem várias origens, uma delas começa logo de forma

ainda precoce, no início da aprendizagem, cometemos o erro de

deixar o aprendiz, maquinar, abrir a porta da máquina, controlar,

volta a fechar a porta, ajustar o programa e voltar a maquinar, e

repetir isto de forma exaustiva e repetitiva até ao resultado final

pretendido. ISTO NÃO É MAQUINAÇÃO CNC, É MAQUINAÇÃO

CONVENCIONAL EM MÁQUINAS CNC. Conseguir a dimensão,

Introdução

Desenvolvimento

Um novo mundo, com uma única falha, não ajustamos a nossa

mente a estes novos equipamentos, continuamos a usar estes

equipamentos como “maquinas convencionais”, continua-se a

assistir a operações de maquinagem interrompidas por tarefas

de controlo dimensional, como se a tarefa de atingir a cota final,

dentro de tolerância, à primeira, seja um mero desejo, algo

utópico e inatingível

ISTO NÃO É MAQUINAÇÃO CNC, É MAQUINAÇÃO

CONVENCIONAL EM MÁQUINAS CNC

com a tolerância pretendida, à primeira, não é uma questão de

sorte e azar, é uma questão de estudo, de tratamento estatístico

dos dados, se maquinarmos, e se registarmos os resultados

obtidos numa folha Excel podemos fazer um tratamento

estatístico ao fim de algum tempo e começar aí a ter uma noção

do real comportamento da ferramenta e da máquina na

maquinação e ajustarmos a priori, os valores dimensionais

programados. Se não registar, criar um histórico, como se fosse

sempre a primeira vez o resultado será sempre o mesmo.

O Excel é uma ferramenta informática extraordinária para se ter ao

lado de cada uma das máquinas de uma empresa metalomecânica,

não só para tratamento estatístico, mas também por todo um

formulário técnico que é possível guardar nesta aplicação a que o

operador pode recorrer de forma fácil e com a ausência de erro.

Em vez de andar à procura de tabelas ou formulários em papel,

porque não ter tabelas em Excel para que ele possa recorrer de

forma rápida e eficaz, com ausência de erros.

Um passo para a Industria 4.0, seria dispor de um computador

com Excel, ao lado de cada máquina, com tabelas técnicas

ajustadas, e com uma aplicação informática, por exemplo o Acrobat

Reader, capaz de ler desenhos em formato pdf, em 2D e 3D,

conduziria a um aumento considerável da produtividade do sector.

No ensino\formação em maquinação CNC tem-se rapidamente

que incutir a rotina no formando que deve maquinar e retirar a

peça, para forçar à criação de uma disciplina e metodologia de

acertar à primeira. Centésimas de tolerâncias, que é o comum

em qualquer tipo de ajustamento de qualidade 6 ou 7, pode e

deve ser obtido de forma directa à primeira. Parar, abrir a porta

da máquina, medir, fechar a porta, alterar o programa e voltar a

maquinar, não é maquinação CNC é maquinação convencional

com máquinas CNC.

Todas as dimensões têm tolerância, todas sem excepção, e o

cliente não paga mais pelos componentes fabricados só porque

“deixamos o mais preciso possível”, não, só temos que cumprir as

tolerâncias dimensionais especificadas. As cotas nominais são

dimensões teóricas, por vezes até fora da tolerância especificada,

devemos começar a usar as cotas médias na programação CNC,

sobretudo em situações de ajustes mecânicos onde as tolerâncias

individuais indicadas são mais apertadas.

Em relação ao toleranciamento geométrico, muitas vezes não

especificado nos desenhos de fabrico, estes obrigam a outro tipo

de equipamentos para o seu controlo, por exemplo as máquinas

CMM (coordinate measuring machine). Este tipo de equipamento,

ainda pouco comum na indústria metalomecânica portuguesa,

permite fazer o controlo geométrico, para além do controlo

dimensional. É importante que os operadores destes

equipamentos tenham um conhecimento mais profundo sobre a

maquinação, é um desperdício ter técnicos a manusear estes

equipamentos que não distinguem uma broca de uma fresa. Uma

máquina CMM não deve ser adquirida só para indicar se a peça

está ou não conforme, deve ser um instrumento de estudo para o

meu processo de fabrico e que ajude na programação das

máquinas CNC para evitar erros futuros.

máquina CMM não deve ser adquirida só para indicar se a peça

está ou não conforme, deve ser um instrumento de estudo para o

meu processo de fabrico e que ajude na programação das

máquinas CNC para evitar erros futuros.

Um passo para a Industria 4.0, seria dispor de um computador

com Excel, ao lado de cada máquina, com tabelas técnicas

ajustadas, e com uma aplicação informática, por exemplo o

, capaz de ler desenhos em formato pdf, em 2D e 3D,

conduziria a um aumento considerável da produtividade do sector

No ensino\formação em maquinação CNC tem-se rapidamente

que incutir a rotina no formando que deve maquinar e retirar a

peça, para forçar à criação de uma disciplina e metodologia de

acertar à primeira

Acrobat

Reader

Maquinação Convencional em Máquinas CNCMaquinação Convencional em Máquinas CNC

Nos diferentes estilos de toleranciamento geométrico

especificado, como por exemplo, Planeza, Paralelismo,

Perpendicularidade, Circularidade, Rectitude, etc, os

equipamentos CNC, por arranque de apara, conseguem

facilmente valores de tolerâncias inferiores aos exigidos pelo

cliente. As situações que se podem revestir de maior

complexidade são as das maquinações em grande profundidade,

por exemplo, no controlo da Cilindricidade de uma caixa com uma

altura considerável, nestes casos, ao longo da altura da caixa

podemos observar desvios consideráveis. Não esquecer, que

quando não é especificado num desenho de fabrico,

toleranciamento geométrico de forma individual ou geral, aplica-

se a todos as formas a Exigência de Envolvente, o que por si só

impõe restrições aos desvios geométricos das formas

maquinadas.

Para aumentarmos a produtividade na área da maquinagem

seria muito importante implementar algumas estratégias e

reforçar alguns conceitos:

1. Apostar em metodologias mais científicas de maquinação

para acertar à primeira, evitando aquela rotina pesada,

maquinar, parar, medir, corrigir, maquinar, parar…;

2. Instalar um computador com Excel junto a cada uma das

máquinas, com tabelas e formulários técnicos. Uma folha de

cálculo, como o Excel, serviria também para registar os

valores dimensionais obtidos na maquinação, para posterior

tratamento estatístico. Maquinar, medir e registar, este

procedimento repetitivo permitiria ao fim de algum tempo ter

uma noção concreta dos desvios previsíveis na maquinação e

agir em conformidade nos valores a programar de forma a

contrariar esses mesmos desvios;

3. O computador junto a cada máquina também serviria para ler

os desenhos em formato PDF, 2D e 3D. O operador da

máquina teria à sua disposição desenhos com muito maior

Conclusões

Não esquecer, que

quando não é especificado num desenho de fabrico,

toleranciamento geométrico de forma individual ou geral, aplica-

se a todos as formas a Exigência de Envolvente, o que por si só

impõe restrições aos desvios geométricos das formas

maquinadas

Conclusões

deta lhe que aque les

desenhos fastidiosos em

papel, carregados de

informação, difíceis de

interpretar.

O desenho 2D, represen-

tado por vistas e cortes

está a terminar o seu

tempo de vida na indústria,

irá ser substituído por um

formato 3D, em PDF por

exemplo, onde consta toda

a informação necessária ao fabrico da peça. Antes não era

possível pois as aplicações de CAD não permitiam adicionar

ao modelo 3D dinâmico todo o tipo de anotações, simbologia

diversa e tabelas, mas a evolução que tem havido nas

aplicações de CAD já permitem concretizar esse objectivo;

4. O uso de Dispositivos de aperto rápido e Gabaris para fixação

das peças a maquinar. Em vez de uma simples prensa

apostar em dispositivos que permitam um setup muito mais

rápido. Pode-se evitar a compra de novas máquinas

reduzindo o tempo de setup para cada peça;

5. Ajustar o perfil e as competências dos técnicos que operam

as máquinas CMM nas empresas, dotando-os com

conhecimentos mais profundos de maquinação. Com estas

competências, estes profissionais serão mais capazes de

interpretar as medições de forma mais completa e perceber

o que de errado acontece na maquinação para dar origem

aqueles desvios. Não deveremos querer estes

equipamentos, bastante onerosos, para dizer SIM ou NÃO,

devemos querer que estes equipamentos ajudem a

programação das máquinas CNC de forma decisiva.

Américo Costa - Engenheiro Mecânico - FEUP / Departamento de Formação do CENFIM

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