11 Partes de uma máquina de torno CNC

Introdução

O Torno CNC is known for its accuracy and efficiency. They have revolutionized the metal machining and fabrication industry since their inception. Utilizing computer software that controls their movements, they perform operations such as drilling, milling, and turning. Although their origins trace back to woodworking lathes, these advanced machines can elevate your manufacturing business to the next level.

CNC lathes enable accurate machining processes without requiring human input. Their advantages, including higher production efficiency, repeatability, and versatility, make them suitable for both small businesses and large-scale industries.In this article, we will discuss the major parts of a CNC lathe machine. Let’s begin.

Principais componentes de uma máquina de torno CNC

Diagram showing the main parts of a CNC lathe machine

As máquinas CNC (Controle Numérico Computadorizado) são altamente automatizadas e têm uma estrutura complexa. Elas combinam vários componentes e sistemas precisos que trabalham juntos para realizar várias operações de fresagem. O conhecimento dessas peças ajuda os operadores e engenheiros a entender como essas máquinas atingem a precisão. Isso também os ajuda a ajustar o desempenho. Abaixo estão os principais componentes das máquinas de torno CNC discutidos em detalhes.

Cama

A base é a espinha dorsal de uma máquina de torno CNC. É uma base pesada e rígida feita de ferro fundido ou aço. Sua principal função é fornecer uma base estável e sem vibrações. A base suporta todas as outras partes vitais: o cabeçote, o cabeçote móvel e o carro. Ela apresenta superfícies retificadas com precisão, ou guias, que permitem que peças como o carro e o cabeçote móvel deslizem com precisão. A usinagem exige tolerâncias rígidas, portanto, a resistência e o nivelamento da mesa são cruciais para um trabalho de qualidade. Quando a mesa está bem conservada, ela permite a obtenção de resultados de alta qualidade com precisão e exatidão.

Cabeçote

O cabeçote é o centro de força do torno CNC. Ele se assenta com segurança no lado esquerdo da mesa e segura o fuso principal. Em seu interior, um motor controla a velocidade e o sentido de rotação do fuso. O fuso funciona para girar a peça de trabalho durante o processo de usinagem. Essa rotação permite que o torno corte e dê forma ao material. O cabeçote possui rolamentos robustos que podem suportar cargas pesadas e resistir às forças de corte. Esses rolamentos proporcionam ao fuso uma rotação suave e de baixa vibração. O tamanho e o design do cabeçote determinam o "giro" do torno, ou o maior diâmetro da peça que pode girar.

Fuso

O fuso é um eixo giratório dentro do cabeçote. Ele mantém o mandril ou outro dispositivo de fixação firmemente no lugar contra a peça de trabalho. A velocidade do fuso muda de acordo com o material e a tarefa de usinagem. Ele gira a peça de trabalho em torno de um eixo fixo, de modo que a ferramenta de corte possa remover o material de maneira uniforme. Os rolamentos de precisão no fuso mantêm o alinhamento e o equilíbrio. Sem o suporte adequado, o desempenho ruim do fuso leva a oscilações ou vibrações. O fuso é projetado para alta velocidade e torque, resistindo ao superaquecimento ou à perda de precisão.

Chuck

O mandril se prende ao eixo e segura a peça de trabalho. Ele prende o material com firmeza enquanto gira. Há vários tipos de mandris usados em tornos CNC.

  • Os mandris de três mandíbulas autocentram a peça de trabalho, tornando o carregamento rápido e fácil.
  • Mandris de quatro mandíbulas: Proporcionam mais flexibilidade, permitindo a fixação de peças irregulares ou quadradas. Cada mandíbula pode ser movida de forma independente para um posicionamento personalizado.
  • Collet chucks provide precise gripping for cylindrical parts, but are only compatible with certain sizes.
  • Os mandris magnéticos são projetados para peças ferrosas que não suportam forças mecânicas de preensão.

O aperto do mandril influencia a precisão e a segurança da usinagem.

Cabeçote móvel

O cabeçote móvel fica do lado oposto ao cabeçote na base do torno. Ao trabalhar com peças longas ou esbeltas que exigem suporte adicional, o cabeçote móvel desempenha um papel fundamental para garantir a estabilidade. Ele suporta a extremidade livre dessas peças longas ou flexíveis. Isso garante que a peça de trabalho permaneça estável e evita dobras ou trepidações durante todo o processo de usinagem. O cabeçote móvel pode conter um centro, um mandril de perfuração ou outras ferramentas que se encaixam na peça de trabalho. Ao contrário do cabeçote, eles permanecem estáveis e não giram. Em vez disso, ele desliza ao longo das guias da mesa. Além disso, eles podem acomodar uma ampla gama de comprimentos de peças de trabalho. O cabeçote móvel é essencial para operações como perfuração, alargamento ou rosqueamento ao longo do eixo longitudinal da peça.

Carruagem

The carriage supports and moves the cutting tool. It slides along the guideways and can be positioned with motors and ball screws. The carriage moves the tool along and across the workpiece, controlling the cut. It enables the tool to turn, face, or thread the material. The carriage usually includes the saddle, cross slide, and tool post or turret. Smooth and precise carriage motion is key to machining accuracy.

Torre de ferramentas

A torre de ferramentas, parte do carro, comporta várias ferramentas de corte. Ele gira automaticamente para posicionar a ferramenta escolhida. A torre pode conter ferramentas de torneamento, brocas e barras de mandrilar. A troca rápida de ferramentas permite uma usinagem eficiente sem interromper a operação da máquina. Isso aumenta a produtividade e reduz os tempos de ciclo. A construção robusta da torre mantém cada ferramenta firmemente no lugar e garante um posicionamento preciso.

Painel de controle

With a control panel, the operator can easily operate the CNC machines. They can load CNC code (usually in G-code), start or stop the machine, and adjust various parameters. This is a clean main interface which involves:

  • Tela LCD sensível ao toque: Esse visor mostra as informações e o status da máquina em tempo real. Também mostra mensagens de erro, parâmetros operacionais e informações de diagnóstico. A tela sensível ao toque permite que os operadores operem com facilidade.
  • Botões e interruptores: Incluem botões para iniciar e parar a máquina. Os parâmetros operacionais, como a velocidade da ferramenta, a orientação da peça e o movimento do eixo, também podem ser controlados com interruptores no painel de controle.
  • Emergency stop: This is a safety feature that is used when the machine needs to be stopped due to any emergency condition, in line with OSHA machine guarding practices.

Advanced CNC panels feature graphical user interfaces, enhancing ease of use. The core function of the control panel is to ensure smooth operations while enabling operators to intervene quickly if necessary.

Sistema de resfriamento

During cutting, friction generates heat, which can damage tools and deform workpieces. The coolant system,which circulates cutting fluid, plays a vital role in machining, as it involves:

  • Controle da temperatura: O fluido refrigerante absorve o calor. Isso resfria a zona de corte, aumentando a vida útil da ferramenta e melhorando a qualidade do acabamento.
  • Remoção de cavacos: O líquido de arrefecimento ajuda a remover cavacos de metal e detritos da área de corte, evitando que afetem o corte ou danifiquem a ferramenta.
  • Lubrication: A coolant fluid lubricates the contact between the tool and material, reducing resistance.

Os sistemas geralmente incluem bombas, mangueiras e bicos para fornecer fluido com precisão.

Sistema de acionamento

The drive system powers all moving parts of the CNC lathe. It includes an electric motor connected to the spindle for rotating the workpiece. Separate motors, often servo motors, control the movements of the carriage, tailstock, and turret. These motors receive precise instructions from the CNC controller to move components to exact positions at controlled speeds. Variable-frequency drives regulate motor speed and torque to match machining requirements. The drive system’s precision and responsiveness are critical for maintaining accuracy and efficiency in operations.

Pedal ou interruptor de pé

Normalmente, trata-se de um pedal ou interruptor de controle de pé que serve como um componente essencial. Ele funciona para iniciar ou parar a máquina ou o processo que precisa de controle próximo. Um pedal também pode controlar a velocidade do fuso e as ferramentas de corte. A operação sem o uso das mãos permite uma operação suave e eficiente. Ao mesmo tempo, os operadores podem gerenciar outras tarefas simultaneamente com as mãos.

Como funciona uma máquina de torno CNC

Agora que você tem uma compreensão clara dos componentes de uma máquina de torno CNC, veja como essas máquinas funcionam.

O núcleo do torno CNC é o controle por computador. Ele funciona por meio da leitura de um código G, que é um conjunto de instruções de programação predefinidas. Elas são carregadas em uma unidade de controle da máquina (MCU). A MCU traduz, interpreta e envia essas instruções para o sistema de acionamento da máquina, principalmente o motor.

Agora, o motor move a máquina-ferramenta rapidamente ao longo de diferentes eixos, moldando a peça de trabalho no mandril. O programa fornece detalhes sobre o formato da peça e a velocidade da ferramenta. Os operadores podem fazer pequenos ajustes usando a tela sensível ao toque. Essa interface mostra claramente as alterações de configuração. À medida que a ferramenta se move, ela fresa, perfura e faz o acabamento da peça, criando formas complexas com rapidez e precisão.

O sistema de feedback verifica as posições e a velocidade para manter a precisão. O líquido de arrefecimento mantém a temperatura do sistema estável, protegendo a ferramenta e a peça de trabalho. Todas essas ações ocorrem em uma única configuração, produzindo peças precisas e confiáveis.

As instruções programadas são salvas e, se necessário, podem ser usadas no futuro para tarefas repetitivas.

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