A usinagem CNC de 5 eixos usa uma máquina que pode mover e girar simultaneamente em cinco eixos para usinar uma peça. Seus benefícios incluem alta adequação para fabricação de peças com designs complexos e detalhes intrincados, precisão, velocidade e eficiência de produção.
Imagine a peça usinada CNC mais sofisticada que você já viu; há uma grande chance de que seus fabricantes confiassem na usinagem de 5 eixos. Porém, a utilização do processo ou a terceirização para um centro de usinagem CNC só deve ocorrer após entendê-lo.
Este artigo irá guiá-lo através do processo de usinagem CNC, visando uma integração bem-sucedida em seu projeto. Ele definirá o processo, explicará como funciona e descreverá suas aplicações típicas.
O que é Usinagem CNC de 5 Eixos?
A usinagem CNC de 5 eixos é uma classe de usinagem CNC que depende do uso de uma máquina CNC de 5 eixos que pode mover e girar simultaneamente cinco eixos (três lineares e dois rotacionais).
De modo geral, os três eixos lineares são os eixos fundamentais que auxiliam no corte. Os três eixos rotacionais são auxiliares e a máquina só pode acessar dois. Eles apenas ajudam a orientar corretamente a peça (não participam do corte).
Há também um limite no número de eixos que você pode vincular simultaneamente a cinco, pois isso pode levar a uma maior complexidade do sistema de controle, complexidade de programação e restrições mecânicas.
A configuração CNC de 5 eixos é mais diversificada do que a tradicional 3 eixos e 4 eixos Configuração do CNC devido ao número de eixos que pode mover e girar. Além disso, sua configuração elimina a necessidade de múltiplas configurações. Como resultado, há menos necessidade de supervisão e há maior eficiência de produção.
O que significa 5 eixos?
“5 eixos” na técnica de usinagem CNC representa os cinco eixos que a ferramenta de corte pode mover e girar simultaneamente. A máquina CNC típica possui três eixos lineares (eixos fundamentais) e três eixos rotacionais (A, B e C) e a máquina de 5 eixos se moverá ao longo dos eixos lineares e dois dos eixos rotacionais.
Eixo X
O eixo X representa o movimento horizontal da ferramenta de corte ao longo do comprimento da base da máquina e pode ser da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda, dependendo da configuração da máquina. O movimento ao longo do eixo X permite operações de usinagem CNC como fresamento, perfuração e contorno.
Eixo Y
O eixo Y representa o movimento lateral da ferramenta de corte e pode ser de frente para trás ou de trás para frente, dependendo da configuração da máquina. O movimento ao longo do eixo Y permite operações de usinagem CNC, como fresamento lateral, abertura de canais e perfilamento.
Eixo Z
O eixo Z representa o movimento vertical da ferramenta de corte. O movimento pode ser para cima e para baixo dependendo do tipo de máquina CNC de 5 eixos. O movimento ao longo do eixo Z permite operações de usinagem CNC, como perfuração, rosqueamento e mandrilamento.
Eixo A
O eixo A representa o movimento rotacional da ferramenta de corte em torno do eixo X – inclinação ou rotação. Este eixo permite mais flexibilidade e compatibilidade com cortes inferiores, chanfros e recursos angulares.
Eixo B
O eixo B representa o movimento rotacional da ferramenta de corte em torno do eixo Y. Este eixo permite usinagem multifacetada e recursos de usinagem como bolsões profundos, contornos intrincados e superfícies curvas.
Eixo C
O eixo C representa o movimento rotacional da ferramenta de corte em torno do eixo Z – ela inclina ou gira verticalmente.
Comparação entre usinagem CNC de 3 eixos, 4 eixos, 3 + 2 eixos e 5 eixos
A diferença significativa entre as diferentes classes de máquinas CNC é o número de eixos que a ferramenta de corte pode mover ou girar. A tabela abaixo destaca as diferenças e semelhanças entre máquinas CNC de 3 eixos, 4 eixos, 3+2 eixos e 5 eixos.
| Característica | Usinagem CNC de 3 eixos | Usinagem CNC de 4 eixos | Usinagem CNC de 3+2 Eixos | Usinagem CNC de 5 eixos |
| Descrição | Adequado para operações básicas de usinagem CNC. A ferramenta de corte pode se mover ao longo de três eixos (X, Y e Z) | É adequado para usinagem complexa devido à sua capacidade de girar ao longo do eixo horizontal. (ou seja, a adição do eixo rotacional (eixo A). | A ferramenta de corte se move simultaneamente nos 3 eixos e gira em dois eixos rotacionais indexados. No entanto, a mudança dos três eixos para os eixos rotacionais requer um reposicionamento constante. | A ferramenta de corte pode mover-se simultaneamente ao longo de cinco eixos. |
| Eixo X | Sim | Sim | Sim | Sim |
| Eixo Y | Sim | Sim | Sim | Sim |
| Eixo Z | Sim | Sim | Sim | Sim |
| Eixo A | Não | Sim | Sim | Sim |
| Eixo B | Não | Não | Sim | Sim |
Tipos de máquinas CNC de 5 eixos
A principal distinção entre os diferentes tipos de máquinas CNC de 5 eixos é a localização do eixo rotacional (cabeça do fuso da máquina ou mesa). Abaixo estão os três tipos comuns de sistemas CNC de 5 eixos para que você possa escolher o certo para o seu projeto.
Cabeça/cabeça
Cabeçote/Cabeçote As máquinas de 5 eixos possuem dois eixos giratórios no cabeçote do fuso da máquina. Como resultado, não há interferência da ferramenta, pois a mesa é fixa, o que garante uma peça estacionária.
A localização do eixo giratório também garante que as máquinas de 5 eixos nesta categoria possam se mover ao redor da peça de trabalho. Consequentemente, são adequados para usinar peças grandes. Por outro lado, ainda existe uma limitação de movimento devido ao foco dos dois eixos rotativos na cabeça e na mesa estacionária.
Mesa/Cabeça
As máquinas CNC com configuração Mesa/Cabeçote possuem dois eixos rotativos no cabeçote e na mesa. O eixo giratório no cabeçote tem alcance restrito devido à sua posição, enquanto o eixo rotativo colocado na mesa não tem limite.
Uma vantagem da usinagem do eixo Mesa/Cabeçote em relação ao Cabeçote/Cabeçote é que não há limitação porque as peças giram consistentemente. Por outro lado, como a peça repousa sobre o eixo rotativo, o número de itens que podem ser usinados é limitado.
Tabela/Tabela
Uma máquina de mesa/mesa de 5 eixos possui ambos os eixos rotativos na mesa. Isto limita o eixo giratório, tornando a máquina adequada apenas para usinar rebaixos. Além disso, a Mesa/Mesa tem um envelope de trabalho mínimo e é mais lenta (não vem com motores) do que outros tipos de máquinas CNC de 5 eixos. Não é adequado para usinar peças grandes ou pesadas.
Prós da usinagem CNC de 5 eixos
Os sistemas CNC de 5 eixos continuam a ser uma boa opção de usinagem para muitos fabricantes de peças devido aos imensos benefícios destacados abaixo:
Adequado para projetos complexos
O motivo mais comum pelo qual os fabricantes de peças optam por máquinas CNC de 5 eixos é sua adequação para formatos de máquinas complexos. Antes de seu desenvolvimento, essas peças eram fabricadas por fundição, processo conhecido por seu maior prazo de entrega. Em contraste, as máquinas de 5 eixos são rápidas e os seus movimentos adicionais tornam possível maquinar peças em diferentes ângulos e arcos sem acessórios especiais ou configurações adicionais.
Refixação reduzida
A usinagem CNC de 5 eixos elimina a necessidade de fazer uma peça em seções, que precisa de fixação. A máquina pode aproximar-se da peça em diferentes ângulos com menos configurações.
Custo de mão de obra reduzido por peça
A usinagem CNC de 5 eixos elimina tempo e custo porque o operador da máquina não toca na peça; a refixação é desnecessária.
Melhores acabamentos de superfície
Outras máquinas CNC, especialmente máquinas de 3 eixos, requerem prazos de entrega mais longos para melhores acabamentos superficiais. No entanto, as máquinas de 5 eixos podem obter melhor acabamento superficial em tempo reduzido. Você pode garantir um melhor acabamento superficial usando ferramentas de corte curto para reduzir a vibração
Precisão de recurso para recurso
As máquinas de 5 eixos possuem um recurso Zero ou Home que reduz imprecisões devido a alterações na configuração ou perda de alinhamento devido à remoção da peça da máquina. Além disso, há uma possibilidade reduzida de alinhamento incorreto durante a usinagem.
Velocidades de corte mais rápidas
As máquinas CNC de 5 eixos possuem ferramentas mais curtas, o que garante velocidades de corte mais rápidas, redução de carga na fresa e redução de vibração e quebra, aumentando assim a longevidade da ferramenta. Além disso, a perfuração é mais rápida do que as máquinas CNC tradicionais devido aos eixos de rotação adicionais que incentivam uma melhor orientação da cabeça.
Contras da usinagem CNC de 5 eixos
Naturalmente, esses tipos de máquinas CNC também têm suas limitações e incluem o seguinte:
Custo
Incorporar uma máquina CNC de 5 eixos na configuração da sua máquina incorrerá em um custo muito maior do que os centros de usinagem CNC tradicionais. Além disso, o custo de manutenção é maior devido à sua maior complexidade. Você pode reduzir o custo terceirizando um fornecedor de usinagem CNC que forneça serviços de usinagem de 5 eixos.
Programação CAD/CAM
Programar o movimento de cada eixo é mais difícil porque os dois eixos rotacionais adicionais são incorporados juntamente com os três movimentos lineares. Isso significa que você deve considerar o movimento de cada eixo para evitar interferências e colisões. Devido à complexidade e à necessidade de precisão de usinagem e qualidade de superfície, você pode precisar do serviço de um programador CAD/CAM qualificado.
Requer habilidades avançadas de operador
Além da complexa programação CAD/CAM, a usinagem de 5 eixos requer operadores altamente qualificados devido à tecnologia avançada.
Como configurar uma máquina CNC de 5 eixos
Configurar uma máquina CNC de 5 eixos é fácil porque não requer sistemas de fixação complexos ou acessórios para segurar a peça de trabalho.
Prepare o equipamento de retenção
Monte a peça de trabalho com segurança no centro da mesa da máquina usando uma morsa de fixação zero, uma pinça hidráulica ou um bloco montado com segurança. Antes da usinagem, a peça de trabalho deve estar segura e acessível por todos os cinco lados.
Prepare ferramentas de corte
Prepare, meça e carregue ferramentas de corte e porta-ferramentas no magazine do Trocador Automático de Ferramentas (ATC) da máquina.
Executar calibração
Antes de iniciar a produção, calibre a máquina utilizando software específico e uma sonda de medição automática. Isto garante uma calibração precisa em todos os eixos e minimiza o acúmulo de tolerância.
Verifique se há possíveis colisões
Antes de iniciar o ciclo de usinagem, verifique cuidadosamente se há possíveis áreas de colisão. Verifique a exatidão de cada posição e a precisão de cada troca de ferramenta.
Execute a verificação pré-programa
Permita que todo o programa seja executado passo a passo para verificar a exatidão de cada posição e troca de ferramenta. Isso ajuda a evitar falhas e garante um bom funcionamento.
Aplicações de usinagem CNC de 5 eixos
A usinagem CNC de 5 eixos reduz erros humanos, melhora a consistência e garante usinagem de alta qualidade. As seguintes indústrias utilizam a técnica de usinagem CNC na fabricação de suas peças.
Indústria aeroespacial
A indústria aeroespacial depende cada vez mais da usinagem de 5 eixos devido à sua precisão e porque muitas peças aeroespaciais têm projetos complexos e precisam de áreas de difícil acesso, máquina a máquina. Um exemplo típico de peça usinada em 5 eixos são as pás da turbina, primeiro fundidas e depois usinadas para atingir o formato e o acabamento superficial desejados.
Indústria automobilística
A indústria automotiva depende de máquinas de 5 eixos devido à necessidade de consistência e à tolerância rígida exigida na fabricação de suas ferramentas. A indústria favorece principalmente opções de fabricação de baixo custo, como a-casting e moldagem por injeção, com as máquinas CNC de 5 eixos utilizadas na fabricação de moldes e outros processos de ferramentaria.
Indústria médica
A indústria médica exige um processo de fabricação que atinja qualidade e seja compatível com diversos materiais. Embora a usinagem de 3 e 4 eixos seja adequada para a indústria, ao trabalhar com peças complexas, a usinagem de 5 eixos é melhor. Além disso, as máquinas CNC são aplicáveis em impulsores médicos e componentes de scanners CT.
Indústria de energia
A indústria energética é a espinha dorsal de todos os outros sectores; requer componentes avançados que ultrapassam os limites de engenharia e uso de materiais. Conseqüentemente, ele depende continuamente da usinagem CNC de 5 eixos. Exemplos de peças usinadas CNC de 5 eixos na indústria de energia são brocas, pistões, cilindros, hastes, cilindros e válvulas.
Setor industrial
O setor industrial tem um escopo enorme, exigindo componentes complexos para os quais as máquinas de 5 eixos também são adequadas. No entanto, funcionam mais como suporte, já que máquinas CNC gerais, como máquinas de 3 e 4 eixos, são as opções comuns devido ao custo e aos tipos gerais de peças produzidas.
Dicas para usinagem CNC de 5 eixos
Para maximizar a produtividade e a eficiência durante a usinagem de 5 eixos, você pode explorar as práticas e dicas destacadas abaixo:
Otimize os caminhos das suas ferramentas
A otimização do caminho da ferramenta envolve a seleção dos caminhos mais eficientes e eficazes para garantir o mínimo de desperdício e a máxima precisão durante a usinagem. Ferramentas de software podem ser usadas para otimizar os caminhos da ferramenta. O fresamento adaptativo, que permite à máquina CNC ajustar a velocidade e a profundidade de corte com base na peça de trabalho, também pode ser usado.
Use as ferramentas e materiais certos
Use a ferramenta certa e material para garantir peças usinadas de alta qualidade, redução de desperdício e menor tempo de usinagem.
Ao selecionar a ferramenta, considere o seguinte:
- Material sendo cortado
- Profundidade do corte
- Acabamento desejado.
As ferramentas de aço rápido (HSS) são as melhores para materiais macios, as ferramentas de metal duro são adequadas para materiais mais duros e as ferramentas revestidas de diamante são adequadas para materiais abrasivos, como compósitos e cerâmica.
Ao selecionar um material, considere suas propriedades e como elas se alinham com a parte final da aplicação. Por exemplo, escolha titânio ou aço inoxidável para peças de alta resistência e alumínio ou magnésio para peças leves.
Faça a manutenção de sua máquina e ferramentas
A manutenção regular da fresadora CNC de 5 eixos e de outras ferramentas garantirá que você opere com desempenho máximo, reduza o tempo de inatividade e melhore a qualidade das peças. As práticas de manutenção incluem:
- Manter a máquina limpa regularmente
- Lubrifique os componentes da máquina conforme recomendações do fabricante
- Afiar e substituir as ferramentas seguindo as recomendações do fabricante
Otimize seus parâmetros de corte
Otimize os parâmetros de corte, como velocidade de corte, avanço e profundidade de corte, para reduzir o tempo de usinagem e melhorar a qualidade da peça. Você pode começar com valores baixos e aumentá-los gradativamente até obter o resultado desejado. Além disso, devem ser monitorados durante a usinagem e ajustados conforme necessário.
Usar software de simulação
Com software de simulação como VERICUT, você pode visualizar o processo de usinagem CNC de 5 eixos antes do início da usinagem. Como resultado, você pode otimizar os caminhos da ferramenta, cortando parâmetros para melhorar o caminho da ferramenta.
Serviço de usinagem CNC Zintilon de 5 eixos
Garantir a qualidade na usinagem CNC de 5 eixos requer habilidades. Portanto, a melhor maneira de obter qualidade a um custo acessível é terceirizar para um provedor de serviços de usinagem CNC de 5 eixos de boa reputação.
Na Zintilon oferecemos qualidade Serviços de usinagem CNC de 5 eixos para diferentes indústrias. Nossas equipes de engenheiros são especialistas na seleção de materiais de usinagem CNC e oferecerão recomendações para usinagem de alta qualidade
Contate-nos hoje e experimente um prazo de entrega mais rápido e preços de mercado competitivos.
Conclusão
A usinagem CNC de 5 eixos permite fabricar peças com designs complexos enquanto desfruta de benefícios como operações de usinagem mais fáceis, velocidade e eficiência de produção. Este artigo discutiu a classe de usinagem, como ela funciona e suas aplicações. Procurando um serviço de usinagem CNC? Contate-nos.
Perguntas frequentes
Qual é a máquina CNC mais utilizada?
A máquina CNC mais utilizada é a máquina CNC de 3 eixos. Sua configuração simples permite que a ferramenta de corte se mova ao longo dos três eixos (X, Y e Z), tornando-a adequada para operações básicas de usinagem CNC, como fresamento, furação e outras operações de corte.
Quantos eixos uma usinagem CNC pode ter?
O número de eixos que uma máquina CNC pode mover pode ser de até 12, permitindo o movimento ao longo dos eixos X, Y, Z, A, B e C. Geralmente, as fresadoras CNC utilizam 2 a 3 eixos fundamentais e dois ou três eixos rotacionais usados em graus diferentes pelas máquinas de 3, 4 ou 5 eixos. Este eixo auxilia no corte. Porém, quaisquer eixos além destes são auxiliares e apenas auxiliam na orientação da peça. Vincular um número maior pode levar a um sistema de controle mais complexo e a restrições de programação e mecânicas.
Existe uma máquina CNC de 7 ou 6 eixos?
Sim, existem máquinas CNC de 6 e 7 eixos com eixos rotacionais adicionais ao longo dos eixos X, Y e Z padrão. Essas máquinas têm maior flexibilidade e maior precisão e são aplicáveis em indústrias que exigem tolerâncias muito restritas. No entanto, eles não são comuns porque o controle complexo e a programação e as restrições mecânicas que ocorrem quando você conecta mais de 5 por vez não fazem sentido.
Ótimo, Juntos
