1ª AULA cnc 2007

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Centro Federal de Educação Tecnológica de Goiás
Disciplina: Manufatura Assistida por Computador
 Prof. Paulo Rosa da Mota 
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História da automação
Automação através da história
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História da automação
Desde a pré-história, o homem se preocupa em poupar o esforço:
Invenção da roda
Moinho de vento
Uso de força animal 
Rodas d`águas
Máquinas à vapor
Energia Elétrica
Etc
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A motivação foi a necessidade de aumentar a produção e a produtividade, que forçou o ser humano a criar uma séries de inovações:
Máquinas cada vez mais modernas, capazes de executar com mais precisão e rapidez os trabalhos manuais;
Uso de energias alternativas a energia hidráulicas e dos músculos.
História da automação
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História da automação
Em 1946, foi desenvolvido o primeiro computador de grande porte totalmente eletrônico usando válvulas. O Eniac ocupava uma sala e pesava 30 toneladas. Consumia 150Kw para realizar 5000 cálculos por segundo. 
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História da automação
Comparação
O Eniac fazia 5.000 cálculos/s enquanto que os computadores de hoje (4 geração) atingem 50 milhões de cálculos/s
CAD
Computer Aided Design “Projeto Auxiliado por Computador”
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História da automação
Nos anos 70, os setores governamentais e industriais passaram a reconhecer a importância da computação gráfica como forma de aumentar a produtividade
Nos anos 80 surgiu o CAD/CAM (Projeto e Manufatura Auxiliado por Computador)
Depois surgiu o conceito CAE (Engenharia Auxiliado por Computador)
Permitia criar modelos geométricos tridimensionais.
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Automação hoje
Atualmente o CIM (Manufatura Integrada por Computador) engloba todos esses conceitos
Áreas das indústrias que são utilizados:
Automobilística
Petroquímica
Eletroeletrônico
Supermercados
etc
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Áreas operacionais de uma empresa
Produção
Comercialização
Administração
Compras
Estoques
Desenvolvimento de produtos
Marketing
Logística e distribuição
Administração de RH
Finanças
Informática e telecomunicações
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Tecnologias de produção (1)
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Exemplo de Trabalho
Programação CAM
Desbaste
Semi-acabamento
Final
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 COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO (CNC)
 A sigla CNC significa Comando Numérico Computadorizado e refere-se a máquinas-ferramentas comandadas por computadores.
A primeira máquina-ferramenta controlada por computador foi uma fresadora. Ela surgiu em 1952 e destinava-se a usinar peças de geometria complicadas utilizadas em aviões e helicópteros.
Os benefícios trazidos pelas máquinas CNC:
 Fabricação de peças de geometria mais complexas, tolerâncias dimensionais mais estreitas e melhor acabamento superficial;
 Maior repetibilidade das características do produto: já que as peças produzidas são idênticas umas às outras, independentemente dos fatores humanos;
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 Intervenção do operador reduzida;
 Fabricação precisa e consistente;
 Flexibilidade;
 Redução no tempo de preparação da máquina.
 COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO (CNC)
OUTROS BENEFÍCIOS:
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Mas como frequentemente ocorre no campo das inovações tecnológicas, o uso das máquinas CNC também trouxe alguns problemas, como:
 Necessidade de investimentos relativamente elevados para aquisição dos equipamentos;
 Necessidade de treinamento e capacitação de mão-de-obra, para a utilização de todo o potencial tecnológico das máquinas;
 Desempregos nos segmentos de indústria onde foram instaladas.
 COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO (CNC)
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Eixos em Máquinas CNC
 COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO (CNC)
“É cada movimento (linear ou rotacional) possível de ser executado pela máquina”. Em outras palavras, são os graus de liberdade da máquina e/ou ferramenta para as mais diversas operações de usinagem;
Esquema mostrando os três eixos lineares primários (X, Y e Z) e os três eixos rotacionais (A, B e C). Alguns fabricantes definem os eixos rotacionais como sendo U (rotacional a X), V (rotacional a Y) e W (rotacional a Z).
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Quando uma máquina movimenta-se em dois eixos lineares consecutivamente e o terceiro quando os outros dois estiverem parados, esta máquina possui dois eixos e meio.
Máquina-ferramenta (fresadora) com três eixos lineares (X, Y e Z)
 COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO (CNC)
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 SISTEMAS DE COORDENADAS
Z - Movimento longitudinal
OBS. “Os movimentos em X e Z são dados pela ferramenta”.
X - Movimento transversal
 Torno CNC:
 Máquina de 2 eixos
zero-peça
(X0,Z0)
Para o torneamento, todo o movimento da ponta da ferramenta é descrito neste plano XZ, em relação a uma origem pré-estabelecida (X0,Z0). 
 COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO (CNC)
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 Fresadora CNC:
 Máquina de 3 eixos lineares
zero-peça
(X0,Y0,Z0)
OBS. “Os movimentos em X e Y são dados pela peça (mesa da máquina) e em Z pela ferramenta”.
 COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO (CNC)
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Diferença entre zero-peça e zero-máquina:
 Zero-peça é um ponto definido pelo programador. Representa a origem das coordenadas (X0, Y0, Z0) da peça. Também chamado de zero-programa;
 Zero-máquina é o ponto onde os valores dos eixos são zerados para o comando. Este ponto é fixo e representa, quase sempre, o ponto mais distante da peça. E por ser um lugar seguro pode ser usado como ponto de troca para ferramentas.
Toda máquina CNC quando ligada necessita de ser referenciada (“Fazer o Home”) para que o comando conheça seus limites físicos (máximos deslocamentos nos eixos). Neste referenciamento são levados para o zero-máquina o eixo-árvore e a mesa, no caso das fresadoras, ou o carro porta-ferramentas se a máquina for um torno.
 COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO (CNC)
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MÁQUINAS CNC
VANTAGENS:
Interpolações lineares e circulares;
Compactação do ciclo de usinagem;
Menor interação entre homem e máquina;
Seleção infinitesimal dos avanços;
Troca automática de velocidade;
Menor estoque de peças;
Troca rápida de ferramentas.
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MÁQUINAS CNC
CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS:
Fusos de esferas recirculantes;
Lubrificação acentuada;
Motorização: - motor principal – CA;
 - motores dos eixos – CC;
Sistemas automáticos de fixação;
Torre automática.
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MÁQUINAS CNC
SISTEMAS DE COORDENADAS:
Coordenadas Absolutas: 
 - Origem em função da peça;
Coordenadas Incrementais:
 - Origem estabelecida para cada movimento da ferramenta;
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MÁQUINAS CNC
TIPOS DE FUNÇÕES:
Preparatórias : o que executar ( G00 a G99)
Posicionamento: onde executar ( X , Z )
Auxiliar ou Miscelânea: como executar ( M, F )
Estas funções podem ser :
 - Modais;
 - Não Modais.
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MÁQUINAS CNC
Descrição e Aplicação das Funções:
N – número seqüencial de blocos;
X – eixo transversal ( diâmetro );
Z – eixo longitudinal ( comprimento );
I e K – coordenadas para centro de arco;
R – valor do raio.
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Introdução à Programação
SISTEMA ISO:
*COMANDOS: FANUC, MITSUBISHI, MACH, MCS, HEIDENHAIN, ETC.
* USUÁRIOS: Ergomat, Index, Traub, Romi e outros.
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ESTRUTURA DE LINGUAGEM
Programas CN: é uma maneira que o homem criou para se comunicar com a máquina por meios de códigos. São dados matemáticos.
Bloco de dados ou sentenças: caracteres, ou seja, letras de endereçamento e algarismos, palavras.
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ESTRUTURA DE LINGUAGEM
Caracteres: é um número, letra, espaço ou ponto que representa algo para o comando.
Letras de endereçamento: são instruções alfabéticas passadas para o comando. Ex: G, X, B, K, I, etc.
Palavras: é constituída por uma letra seguida por um valor numérico. Ex: G00, G01, Z55, X20, K.5, etc.
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FUNÇÕES PREPARATÓRIAS 
As funções auxiliares básicas têm amesma definição para todos os comandos. São funções essenciais para o funcionamento do programa.
Os fabricantes de máquinas CNC podem usar funções auxiliares opcionais para ativar e desativar dispositivos ou acessórios implantados nas máquinas.
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COMANDO MACH
G00 – Avanço rápido
G01 – Interpolação linear
G02 – Interpolação circular horário
G03 – Interpolação circular anti-horário
G04 – Tempo de permanência
G20 – Programação em diâmetro
G21 – Programação em raio
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MACH
G33 – Ciclo de roscamento manual
G37 – Ciclo de roscamento automático
G40 – Cancela compensação de raio
G41 – Ativa compensação de raio à esq.
G42 – Ativa compensação de raio à dir.
G54 – Primeira referência p/ coord. trab.
G55 – Segunda referência p/ coord. trab.
G66 – Ciclo automático de desb. Longitud.
G67 – Ciclo automático de desb. Paralelo
G70 – Programação em polegadas 
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MACH
G71 – Programação em milímetros
G73 – Interpolação linear ponto a ponto
G74 – Ciclo de torneamento e furação
G75 – Ciclo de faceamento 
G80 – Cancela o ciclo aut. de furação
G83 – Ciclo aut. Furação quebra cavacos
G90 – Coordenadas absolutas
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MACH
G91 – Coordenadas incrementais
G92 – Estabelece sist. coord. e lim. rotação
G94 – Avanço pol/min ou mm/min
G95 – Avanço pol/rot ou mm/rotação
G96 – Velocidade de corte constante
G97 – Rotação constante
G99 – Reset da memória
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Funções auxiliares básicas
M00 – parada de programa
M01 – parada opcional do programa
M02 – fim do programa
M03 – rotação sentido horário
M04 – rotação sentido anti-horário
M05 – parada do fuso
M08 – liga fluído de corte
M09 – desliga refrigerante de corte
M30 – final de programa
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Funções auxiliares MACH
M06 – troca de ferramenta
M11 – gama de rotação baixa
M12 – gama de rotação alta
M24 – abrir placa
M25 – fechar placa
M26 – recuar contra ponto
M27 – avançar contra ponto
M36 – abrir porta automática
M37 – fechar porta automática
M50 – ativar leitor de posição de ferramenta
M51 – desativa leitor 
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COMANDO FANUC
G00 – Avanço rápido
G01 – Interpolação linear
G02 – Interpolação circular horário
G03 – Interpolação circular anti-horário
G04 – Tempo de permanência
G20 – Programação em polegadas
G21 – Programação em milímetros
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FANUC
G28 – Deslocamento até o ponto referência
G33 – Ciclo de roscamento passo a passo
G40 – Cancela compensação raio de corte
G41 – Ativa comp. raio de corte à esquerda
G42 – Ativa comp. raio de corte à direita
G53 à G59 – Seleção do sist.de coordenadas
G63 – Zeramento de ferr. leitor de posição 
G70 – Ciclo de acabamento
G71 – Ciclo de desbaste longitudinal 
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FANUC
G72 – Ciclo de desbaste transversal
G73 – Ciclo de desbaste paralelo ao perfil
G75 – Ciclo de faceamento e canais
G76 – Ciclo de roscamento automático
G77 – Ciclo de torneamento cônico/paralelo
G78 – Ciclo roscamento semi-automático
G79 – Ciclo de faceamento paralelo/cônico
G80 – Cancela ciclo de furação 
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FANUC
G83 – Ciclo de furação
G84 – Ciclo de roscamento com macho
G90 – Coordenadas absolutas
G91 – Coordenadas Incrementais
G92 – Limite de rotação
G94 – Estabelece avanço mm/min.
G95 – Estabelece avanço mm/rot.
G96 – Velocidade de corte constante
G97 – Rotação
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Funções Auxiliares FANUC
M20 – aciona alimentador de barras
M21 – parar alimentador de barras
M24 – placa travada
M25 – placa destravada
M38 – avança aparador de peças
M39 – retrai aparador de peças
M40 – ativa modo de fixação interna da placa
M41 – ativa modo de fixação externa da placa
M49 – troca de barras
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COMANDO MITSUBISHI
G00 – Avanço rápido
G01 – Interpolação linear
G02 – Interpolação circular horário
G03 – Interpolação circular anti-horário
G04 – Tempo de permanência
G09 – Interpolação linear ponto a ponto
G20 – Programação em polegadas
G21 – Programação em milímetros
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MITSUBISHI
G22 – Chamada de subprograma
G24 – Ponto de troca deslocamento X
G25 – Ponto de troca deslocamento Z
G26 – Ponto de toca deslocamento X e Z
G27 – Ponto de troca deslocamento Z e X
G28 – Deslocamento até ponto referência
G33 – Corte de rosca sentença por sentença
G40 – Cancela compensação de raio
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MITSUBISHI
G46 – Ativa compensação de raio completa
G54 à G59 – Deslocamento do zero peça
G71 – Ciclo de desbaste longitudinal
G72 – Ciclo de desbaste transversal
G73 – Ciclo de desbaste // ao contorno
G74 – Ciclo desb. corte interrompido, long.
G75 – Ciclo desb. Corte interrompido, trans
G76 – Ciclo de pentear roscas longitudinal
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MITSUBISHI
G82 – Ciclo para rosquear (macho, cossin.)
G83 – Ciclo de furação profunda
G88 – Ativar contorno em declive, desc/asc
G89 – Desativa função G88
G90 – Coordenadas absolutas
G91 – Coordenadas incrementais
G92 – Limite de rotação
G94 – Avanço em mm/minuto
G95 – Avanço em mm/rotação
G96 – Velocidade de corte constante
G97 - Rotação
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Funções Auxiliares Mitsubishi
M06 – ferramenta adicional
M10 – fechar placa ou pinça
M11 – abrir placa ou pinça
M19 – posicionar árvore principal
M20 – ativar medição
M40 – engrenamento 1
M41 – engrenamento 2 
M42 – engrenamento 3 
M43 – engrenamento 4 
M92 – ligar transportado de cavacos
M93 – desligar transportador de cavacos
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COMANDO SIEMENS
G00 – Avanço rápido
G01 – Interpolação linear
G02 – Interpolação circular horário
G03 – Interpolação circular anti-horário
G04 – Tempo de demora
G09 – Paradas precisas
G22 – Coordenada em raio
G23 – Coordenada em diâmetro
G25 – Limite inferior de rotação
G26 – Limite superior de rotação
G33 – Interpolação de roscas passo a passo
G40 – Desliga correção de raio da ferramenta
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SIEMENS
G41 – Correção raio ferrm. à esq. contorno
G42 – Correção raio ferrm. à dir. contorno
G54 à G57 – Deslocam. ajustáveis pt. zero
G70 – Dimensões em polegadas
G71 – Dimensões em milímetros
G90 – Coordenadas absolutas
G91 – Coordenadas incrementais
G94 – Avanço em mm/min ou graus/min.
G95 – Avanço em mm/rotação ou pol/rotação
G96 – Velocidade de corte constante
G97 – Rotação constante ( cancela G96)
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Ciclos Fixos de Usinagem - SIEMENS
CYCLE 83 – Furação profunda
CYCLE 93 – Usinagem de canais
CYCLE 95 – Ciclo de desbaste
CYCLE 97 – Usinagem de roscas
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Funções Auxiliares SIEMENS
M10 – acionar freio
M11 – desacionar freio
M12 – desacionar pino de trava do fuso
M22 – avançar mangote
M23 – recuar mangote
M64 – fechar luneta
M65 – abrir luneta
M68 – fechar placa ou pinça
M69 – abrir placa ou pinça
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Comando MCS
Não se utiliza o código G
O sistema de coordenadas continua
POS – Posicionamento simples, X ou Z
POS L – Posicionamento linear X e Z
POL – Coordenada do centro do arco X e Z 
POS C H – Coordenada final arco sent. hor.
POS C AH – Coord. final do arco ant.hor. 
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MCS
RND – Comando para inserção do raio
CHF – Comando para inserção do chanfro
LABEL SET – Início sub-rotina(LBS ST)
LABEL CALL – Chamada sub-rotina(LBC CL)
LABEL SET 0 – Final sob-rotina(LBS ST 0)
CICLO 0 – Reset interno(CYC CL 0)
CICLO 1 – Tempo de espera(CYC CL 1)
CICLO 2 – Funções auxiliares(CYC CL 2)
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MCS
CICLO 1 – Tempo de espera(CYC CL 1)
CICLO 2 – Funções auxiliares(CYC CL 2)
CICLO 3 – Rosca passo/passo(CYC CL 3)
CICLO 4 – Mudança s. coord.(CYC CL 4)
CICLO 6 – Salto incondicional(CYC CL 6)
CICLO 33 – Rosca automát.(CYC CL 33)
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Funções Auxiliares Heidenhain (MCS)
M13 – liga placa horário e fluído de corte
M14 – liga placa anti-horário e fluído corte
M37 – gama de rotação baixa
M38 – gama de rotação média
M39 – gama de rotação alta
M40 – recua contra-ponto
M41 – avança contra ponto
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Funções Auxiliares Heidenhain (MCS)
M46 – abre placa
M47 – fecha placaM58 – velocidade de corte constante
M59 – rotação constante
M90 – desativa compensação de raio
M91 – ativa compensação de raio á direita
M92 – ativa compensação de raio à esquerda
M97 – parada precisa
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Seqüência Inicial de Programação:
G99# estabelece machine home;
T0101# seleciona ferramenta e corretor;
GXZ# desloca a torre para o G92;
G92 X100. Z150.# pré-set de ferramenta;
M11# estabelece faixa de rotação;
M03# libera giro do eixo árvore;
M08# liga refrigerante de corte.
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MÁQUINAS CNC
G 33 – ciclo de roscamento ( básico )
Estrutura : G33 (X) Z K (A) (I)
Onde:
(X) – profundidade por passada;
Z – posição final do comprimento da rosca;
K – passo da rosca;
(A) – abertura angular entre as entradas da rosca;
(I) – conicidade no eixo X para rosca cônica.
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MÁQUINAS CNC
G 37 – ciclo de roscamento automático
Estrutura : G37XZ(I)KDE(A)(B)(W)(U)(L)
Onde:
X – profundidade final de roscamento;
Z – posição final do comprimento da rosca;
(I) – conicidade no eixo X para rosca cônica;
K – passo da rosca;
D – profundidade para primeira passada; 
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MÁQUINAS CNC
E – distância de aproximação para início;
(A) – abertura angular entre as entradas de rosca;
(B) – ângulo de alimentação;
(W) – ângulo de saída da ferramenta;
(U) – profundidade do último passe de rosca;
(L) – número de repetição da função U.
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MÁQUINAS CNC
G 40 – Cancela compensação do raio
G 41 – Compensação do raio ( esquerda )
G 42 – Compensação do raio ( direita )
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MÁQUINAS CNC
G 74 – Ciclo de torneamento e furação
X – diâmetro final 
Z – posição final
W – distância para quebra cavaco
I – incremento por passada no diâmetro
U1 – recuo angular da ferramenta
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MÁQUINAS CNC
G 75 – ciclo de faceamento e de canais
X – diâmetro final
Z – posição final
W – distância para quebra cavaco
K – incremento por passada em Z
U1 – recuo angular da ferramenta
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TEMPO DE USINAGEM
Tempo Passivo : preparação de máquina
Tempo Ativo : tempo real de usinagem, com a ferramenta cortando material.
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TEMPO DE USINAGEM
Fórmulas :
1. Td = L.nd / a . n
2. Tac= L.nac / a . N
3. Ta = Td + Tac
4. nd ou nac = D- d / 2 . Pc
5. Tt = Ta + Tp
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TEMPO DE USINAGEM
Legenda :
Td – tempo de desbaste
Tac – tempo de acabamento
Ta – tempo ativo
Tt – tempo total
Tp – tempo passivo
L – comprimento usinado
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TEMPO DE USINAGEM
Legenda :
a – avanço da ferramenta
n - número de rotações por minuto
nd – número de passadas de desbaste
nac – número de passadas de acabamento
pc – profundidade de corte