usinagem CNC é uma parte essencial da fabricação moderna, revolucionando a forma como as peças são fabricadas em muitos setores. Essa tecnologia melhora muito a eficiência e a precisão das peças usinadas, possibilitando projetos mais complexos e precisos. Existem diferentes tipos de máquinas CNC com diferentes configurações de eixos, que são utilizadas para fins específicos de acordo com o projeto e requisitos da peça. Neste guia, discutiremos tudo o que você precisa saber sobre usinagem CNC de 3, 4 e 5 eixos e as diferenças entre elas.
A principal diferença entre a usinagem CNC de 3, 4 e 5 eixos é a amplitude de movimento. Nas fresadoras CNC de 3 eixos, a orientação da ferramenta de corte permanece constante ao longo do percurso de corte, enquanto nas fresadoras de 4 e 5 eixos a peça também pode se mover. AN-Prototype resume a amplitude de movimento para fresadoras de 3, 4 e 5 eixos:
- 3 eixos com eixos X, Y, Z
- 4 eixos com eixos X, Y, Z e A
- 5 eixos com eixos X, Y, Z, B e C
O que é um “eixo”?
Os eixos lineares mais básicos de uma máquina-ferramenta CNC são os eixos X, Y e Z. As máquinas CNC usam software de computador para controlar o movimento das ferramentas de corte em torno de uma peça de trabalho. Os eixos são usados para descrever o movimento ao longo de um determinado caminho. Vamos imaginar o seguinte, o eixo X ficará paralelo à frente do seu corpo, movendo-se da esquerda para a direita e possivelmente da direita para a esquerda. O eixo Y é a direção perpendicular a você (para frente e para trás), enquanto o eixo Z é vertical. Em uma fresadora CNC típica, a mesa se move no plano X/Y. O fuso, que segura a ferramenta de corte, move-se no eixo Z. Observe que a ferramenta de corte gira no fuso, mas esse movimento rotacional não é considerado um eixo de movimento. Essas amplitudes de movimento definem um espaço tridimensional no qual a ferramenta de corte CNC realiza a operação de corte. Todas as máquinas CNC são construídas em torno desses eixos básicos para cada furo, corte e recurso usinado. Hoje, as máquinas CNC mais avançadas adicionam um quarto ou quinto eixo para expandir ainda mais a usinagem sem redefinir a peça. Na verdade, o primeiro passo na maioria dos projetos CNC é “zerar” os eixos. Este é o processo de informar à máquina CNC onde o material está para obter o produto final mais preciso.
O que é usinagem CNC de 3 eixos？
A usinagem CNC de 3 eixos é o tipo mais simples de multieixos e continua sendo o carro-chefe da fabricação moderna. Geralmente possui uma peça fixa e um fuso que se move ao longo de três eixos (X, Y e Z). O eixo X é paralelo à ferramenta de corte, permitindo que a cabeça de fresagem se mova ao longo do comprimento da peça. O eixo Y mantém uma posição perpendicular à ferramenta de corte, permitindo que a ferramenta de corte alcance cada extremidade da peça. Da mesma forma, ao ajustar o avanço Z, o eixo Z fica perpendicular à ferramenta, fazendo com que a ferramenta corte ao longo da superfície da peça. A usinagem CNC de 3 eixos é a opção mais fácil para usinar todos os seis lados de uma peça, mas requer uma nova configuração de fixação para cada lado, o que pode ser caro. Com uma configuração de fixação única, apenas um lado da peça pode ser usinado.
A usinagem CNC de 3 eixos também é a mais barata e é usada principalmente para fazer peças que não exigem muitos detalhes, por exemplo, você pode fazer furos, cortar arestas vivas, fazer furos, aplainar superfícies e fresar ranhuras, etc. Se você estiver lidando com peças suaves de 2D a 2.5D, escolha usinagem CNC de 3 eixos. Novamente, a peça de trabalho deve estar plana e completamente imóvel.
O que é usinagem CNC de 4 eixos?
4 eixos A usinagem CNC envolve o uso de uma fresadora controlada numericamente por computador com quatro eixos para criar peças mais complexas do que peças CNC de 3 eixos. Uma fresadora de 4 eixos pode mover a ferramenta em quatro direções graças ao movimento do quarto eixo. A adição de um quarto eixo de rotação em torno do eixo X, denominado eixo A, permite muitas novas possibilidades de usinagem. Ele permite o movimento em torno de um eixo vertical, permitindo que a máquina atinja uma amplitude dinâmica de movimento de 360 graus sem quaisquer acessórios especiais.
Os eixos adicionais em uma fresadora CNC de 4 eixos tornam-na uma escolha mais econômica do que uma fresadora CNC de 3 eixos. Além disso, o fresamento CNC de 4 eixos oferece melhor qualidade geral para peças fabricadas do que o fresamento CNC de 3 eixos porque pode usinar quatro lados ao mesmo tempo sem reposicionar a peça de trabalho. Portanto, o processo também está livre de possíveis erros humanos.
O que é usinagem CNC de 5 eixos?
Usinagem CNC de 5 eixos é um método versátil e popular de fabricação de peças estruturalmente complexas. Envolve cortar o material no formato desejado usando uma máquina CNC de cinco eixos. Vale ressaltar que o número de eixos em uma máquina CNC geralmente determina a orientação da ferramenta e da mesa durante a usinagem. No entanto, a usinagem CNC de 5 eixos oferece vantagens consideráveis em relação à usinagem de 3 eixos devido ao maior número de eixos e capacidades da usinagem CNC de 5 eixos. As máquinas de 5 eixos permitem a rotação em dois planos e a ferramenta de corte é capaz de se mover em três direções. Além do mais, as fresadoras CNC de 5 eixos podem lidar com tarefas altamente complexas sem erros.
Uma máquina CNC de 5 eixos usa esses três eixos lineares e dois eixos adicionais – A e B. O eixo A representa o eixo de rotação ao longo do eixo X, enquanto o eixo B representa rotação/movimento em torno do eixo Y. No entanto, às vezes a mecânica passa para o eixo C em vez do eixo B. O eixo C representa a rotação ao longo do eixo Z.
Existem dois tipos principais de máquinas CNC de 5 eixos: 3+2 CNC de 5 eixos e máquinas totalmente contínuas de 5 eixos.
Na usinagem CNC de 3+2 eixos, os dois eixos de rotação operam independentemente um do outro, o que significa que a peça pode ser girada em qualquer ângulo composto em relação à ferramenta de corte para usinar o recurso. Contudo, a rotação simultânea de ambos os eixos durante a usinagem é impossível. A usinagem 3+2 pode produzir formas 3D altamente complexas. A usinagem contínua completa de 5 eixos pode girar dois eixos rotativos simultaneamente durante a usinagem e a ferramenta se move linearmente em coordenadas XYZ. A usinagem de 5 eixos oferece aos projetistas enorme flexibilidade para projetar geometrias 3D muito complexas e também pode produzir peças com superfícies 3D curvas complexas.
Qual é a diferença entre usinagem CNC de 3, 4 e 5 eixos?
É fundamental compreender as vantagens e advertências dos três tipos de usinagem CNC. Ajuda a manter um equilíbrio entre fatores como custo, qualidade do produto e tempo. Ao comparar as capacidades de usinagem de 3, 4 e 5 eixos, a usinagem CNC de 5 eixos, embora mais eficiente do que a usinagem CNC de 4 e 3 eixos, nem sempre é adequada para todas as peças. Além disso, nem todas as peças adequadas para usinagem CNC de 3 e 4 eixos são adequadas para usinagem de 5 eixos. Porém, se as peças processadas por usinagem de 3 eixos forem processadas por CNC de 5 eixos, o custo de fabricação aumentará astronomicamente.
1. Exatidão e precisão
Alta precisão e altas tolerâncias são algumas das principais características da usinagem CNC. Embora a usinagem CNC de 3 eixos ofereça boa precisão, podem ocorrer erros humanos devido ao reposicionamento constante da peça. Contudo, para a maioria das aplicações, esta margem de erro é insignificante. Ainda assim, o menor desvio pode levar a um mau desempenho em aplicações aeroespaciais sensíveis.
Ao mesmo tempo, as máquinas CNC de 4 e 5 eixos não requerem reposicionamentos múltiplos; portanto, eles geralmente não sofrem os erros de desalinhamento que a usinagem CNC de 3 eixos causa. Essas máquinas CNC de 4 e 5 eixos podem adicionar recursos de usinagem a peças de trabalho em vários planos/locais usando um único acessório. No entanto, o reposicionamento consistente na usinagem CNC de 3 eixos é um fator que afeta os desvios de usinagem.
2. Custo
O custo da peça fabricada é outro parâmetro importante que diferencia a usinagem de 3, 4 e 5 eixos. Em geral, as máquinas CNC de 3 eixos são a opção mais econômica para aquisição, manutenção e fabricação de peças simples. No entanto, fatores como a disponibilidade do operador da máquina e dos acessórios muitas vezes afetam o custo de operação de uma máquina de 3 eixos no chão de fábrica.
Ao mesmo tempo, as máquinas de 4 e 5 eixos são muito avançadas e apresentam recursos aprimorados, o que as torna relativamente caras. No entanto, as suas características poderosas tornam-nos a escolha perfeita para condições únicas.
3. Aplicação
A exigência ou complexidade do projeto da peça é o que determina qual tipo de serviço de usinagem CNC escolher. Você pode criar componentes aeroespaciais simples usando uma máquina CNC de 3 eixos. No entanto, o desenvolvimento de componentes complexos para outras áreas pode ser feito usando usinagem CNC de 4 ou 5 eixos.
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