Complementos processos de fabricação - unip

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São Paulo
2020
Comp de Proc. De Fabricação
Trabalho Acadêmico
Engenharia Mecânica
Nome: 
RA: 
Turma: 
São Paulo
2020
Índice
Introdução										 3
Usinagem em altas velocidades (HSC) 4
Principais características do processo de usinagem HSC 5
Caracteristicas das fresadoras para trabalho em HSC 5
Fatores que limitam a velocidade de avanço no processo de usinagem 5
Performance do comando numérico 6
Analise de performance de um equipamento/maquina CNC 8
Conclusão 9
Bibliografia 10
Introdução
Alta velocidade de corte é um atributo natural da usinagem com altas rotações. 
No entanto, nos últimos anos, a questão da precisão da ferramenta tornou-se um ponto adicional a ser considerado. 
Como os fabricantes de ferramentas de corte desenvolvem suas soluções para atender a essas novas demandas industriais?
Usinagem em altas velocidades (HSC)
A tecnologia de usinagem em altas velocidades (HSC) já é uma realidade nos centros produtivos mais desenvolvidos. 
A aplicação da tecnologia HSC nestes setores oferece uma drástica redução dos tempos de manufatura, se comparados aos dos processos CNC convencionais. 
PAra os materiais não ferrosos, tem- se a redução do tempo efetivo de usinagem, enquanto que para os materiais ferrosos, tem- se economia de tempo e custos, obtendo maior precisão ao usinado, pois se reduz consideravelmente os processos de acabamento manuais, posteriores ao processo de usinagem². 
velocidade de corte para HSC em operações de fresamento está na faixa de dez vezes superior às velocidades convencionais de usinagem, de acordo com o material a ser usinado. 
A aceleração para movimentação e posicionamento dos eixos da máquina- ferramenta, também é um fator importante a ser considerado, principalmente na usinagem de formas complexas. 
As máquinas- ferramenta na faixa de transição para HSC, atualmente podem trabalhar com acelerações da ordem de 10 m/s², e máquinas HSC de laboratório com motores lineares, trabalham hoje com acelerações da ordem de 30 m/s². 
Atualmente pode- se encontrar eixos- árvore com freqüência de eixos- árvores com freqüência de rotação de até 100.000 rpm, embora seja mais comum a faixa de 15.000 á 40.000 rpm.
Principais características do processo de usinagem HSC
Observa- se que com o aumento da velocidade de corte, pode- se obter aumento no volume de material removido, reduzir as forças de corte na usinagem, melhorar a qualidade da superfície usinada e, com fator negativo, tem- se uma redução da vida útil da ferramenta de corte¹. 
Nos estudos realizados por SOUZA4, com a finalidade de ampliar o conhecimento do processo de fresamento de formas complexas, constatou- se que a qualidade superficial é aprimorada elevando- se a velocidade de corte assim como as componentes da força de usinagem são reduzidas.
Caracteristicas das fresadoras para trabalho em HSC
Uma das características que limita a utilização da tecnologia HSC para todas as operações de fresamento, mesmo nos processos onde a ferramenta de corte não representa limitações, é a potência do eixo- árvore da máquina- ferramenta HSC. 
Por este motivo, adicionada a conservação da máquina, a tecnologia HSC é utilizada principalmente na usinagem de acabamento de materiais ferrosos, nos setores de moldes e matrizes.
Fatores que limitam a velocidade de avanço no processo de usinagem
Alguns problemas foram encontrados durante o período preliminar de ensaios. 
Execução de programas por blocos (on- line) Os comandos numéricos que não possuem capacidade de memória suficiente para armazenar programas relativamente grandes necessitam fazer uso dos recursos para execução de programas em blocos. 
O CNC é alimentado pelo computador, executa as linhas de comandos, apaga da memória as linhas já executadas e envia sinal para o recebimento de novas informações de acordo com as necessidades. 
Quando a velocidade de avanço supera a capacidade de transmissão do sistema (computador emissor – CNC), observam- se solavancos na máquina ferramenta, com descontinuidade na movimentação, resultando num acabamento de qualidade indesejável.
Performance do comando numérico
Os comandos numéricos mais avançados possibilitam trabalhar com programas NC extensos (2GB), eliminando a execução de programas por blocos e suas inconveniências, como demonstrado acima. 
Tempo de processamento de bloco (TPB0: é o tempo médio necessário para o controle numérico processar uma linha de programa e enviar informações de comando para o acionamento dos servo- motores. 
O comprimento do segmento de reta utilizado para descrever uma parcela da trajetória da ferramenta (interpolação linear de segmentos de retas), em conjunto com o TPB, são fatores que limitam a velocidade de avanço da usinagem (Tabela 1 Item 7); 
Quando a velocidade programada para o avanço for maior que a capacidade do CNC para interpretar e enviar informações de movimentações aos servo- motores, ocorrem limitações no avanço , podendo ocasionar duas situações distintas, em função das características do comando numérico utilizados: 
- em comandos modernos: se a mesma situação ocorrer, este irá reduzir a velocidade de avanço até se enquadrar em um valor que possa gerenciar. Com isto, permite um acabamento superficial adequado, mas reduz- se a velocidade de avanço do processo.
- em comandos desatualizados, com limitações de recursos: quando a velocidade programada supera a capacidade do CNC, ocorrem solavancos na máquina durante o processo de usinagem, provocando descontinuidades na movimentação e resultado em acabamento insatisfatório;
Funções especiais do CNC para trabalho em alta velocidade de avanço. Para se trabalhar em HSC de forma mais eficiente, novos recursos estão sendo desenvolvidos e implementados nos CNC modernos para permitir maior velocidade de avanço em superfícies complexas. 
Look ahead: comando que tem a finalidade de pré- processar blocos do programa NC, antes de sua execução, permitindo assim atingir maior velocidade de avanço. 
Feed Forward: este comando reduz as imprecisões causadas pelas velocidades de deslocamento dos eixos e suas acelerações, quando se trabalha em alta velocidade. 
O modo Brisk de aceleração permite menor tempo de usinagem, entretanto as movimentações ocorrem de maneira brusca, podendo comprometer os mecanismos de acionamento da máquina- ferramenta. 
Arredondamento de cantos: esta função ajusta, em tempo real, pequenos raios nas conexões dos segmentos de retas de um programa NC, permitindo uma movimentação mais suave da máquina. 
Todos estes comandos estão sendo desenvolvidos para minimizar o problema do Tempo de Resposta da Máquina/ CNC (TRM), e com isto permitir que a máquina atinja maior velocidade de avanço em ares complexas.
Analise de performance de um equipamento/maquina CNC
Mesmo utilizando todos os recursos de um CNC moderno, as limitações da velocidade de avanço ainda são observadas. 
Foi gerado um programa NC consistindo em uma movimentação linear composta por pequenos incrementos de retas. 
a velocidade real diminui proporcionalmente ao valor do tamanho do incremento utilizado para movimentação e se diferencia entre os dois CNC utilizados no teste. 
CNC 1 reduziu drasticamente a velocidade de avanço, além d resultar em solavancos durante a movimentação.
Concluindo, observa- se, na usinagem de moldes contendo formas complexas, que a velocidade de avanço máxima que a máquina consegue atingir durante uma usinagem depende de vários outros fatores, como programação NC, velocidade de processamento do CNC, dentre outros. 
Com isso, é possível verificar que para a usinagem de formas complexas,muitas vezes, é relativamente mais importante uma máquina que possua velocidade de resposta elevada e que permita atingir altas velocidades de avanço, ao invés de um eixo- árvore de alta rotação.
Conclusão
Para os materiais não ferrosos, tem- se a redução do tempo efetivo de usinagem, enquanto que para os materiais ferrosos, tem- se economia de tempo e custos, obtendo maior precisão ao usinado, pois se reduz consideravelmente os processos de acabamento manuais, posteriores ao processo de usinagem. 
Observa- se que com o aumento da velocidade de corte, pode- se obter aumento no volume de material removido, reduzir as forças de corte na usinagem, melhorar a qualidade da superfície usinada e, com fator negativo, tem-se uma redução da vida útil da ferramenta de corte. 
Quando a velocidade de avanço supera a capacidade de transmissão do sistema (computador emissor – CNC), observam- se solavancos na máquina ferramenta, com descontinuidade na movimentação, resultando num acabamento de qualidade indesejável. 
Quando a velocidade programada para o avanço for maior que a capacidade do CNC para interpretar e enviar informações de movimentações aos servo-motores, ocorrem limitações no avanço, podendo ocasionar duas situações distintas, em função das características do comando numérico utilizados: 
Com isso, é possível verificar que para a usinagem de formas complexas, muitas vezes, é relativamente mais importante uma máquina que possua velocidade de resposta elevada e que permita atingir altas velocidades de avanço, ao invés de um eixo- árvore de alta rotação.
Bibliografia
Site moldes injeção platicos
http://moldesinjecaoplasticos.com.br/usinagem-em-altas-velocidades-hsc/
SIte CIMM – Centro de informações metal mecânica
https://www.cimm.com.br/portal/artigos/18649-usinagem-precisa-de-alta-velocidade