As máquinas-ferramentas CNC de metal fornecem soluções de alta precisão e alta eficiência para o processamento de diversas peças metálicas. É um equipamento crucial na indústria de manufatura moderna. No entanto, há uma grande variedade de máquinas-ferramentas CNC no mercado com Preço da máquina CNC diferenças. Para empresas com orçamentos diferentes, como escolher a melhor máquina-ferramenta que atenda às suas necessidades tornou-se uma questão fundamental.
Este artigo apresentará algumas das melhores máquinas-ferramentas CNC de metal adequadas para vários orçamentos, ajudando você a obter maior sucesso na indústria de manufatura.
O que é uma máquina CNC de metal?
As máquinas-ferramentas CNC de metal são especialmente projetadas para a produção de componentes precisos e complexos. Eles são capazes de realizar uma série de operações, incluindo, mas não se limitando a moagem, volta, perfuração e corte, que são cruciais para o processamento de materiais.
Quando falamos sobre Controle numérico computadorizado (CNC), estamos essencialmente discutindo uma ferramenta de usinagem altamente automatizada e precisa. Essas máquinas-ferramentas contam com software pré-programado para orientar suas operações e podem executar diversas tarefas de usinagem avançadas, variando de configurações de três a seis eixos.
Em comparação com máquinas-ferramentas manuais ou semiautomáticas tradicionais, o metal Máquina cnc as ferramentas oferecem um maior grau de automação e precisão. Devido a esse alto nível de precisão e automação, as máquinas-ferramentas CNC metálicas demonstram eficiência e precisão excepcionais na fabricação de componentes e produtos acabados.
Quais são os componentes básicos da máquina CNC de metal?
Aqui estão os principais componentes de uma máquina CNC para metal:
1. Cama
A base é a estrutura fundamental da máquina-ferramenta, normalmente construída em ferro fundido ou aço soldado, proporcionando estabilidade e rigidez a toda a máquina. Ele acomoda outros componentes, como mesa de trabalho, fuso e guias.
2. Eixo
O fuso é o componente principal responsável pelo movimento rotacional para fornecer potência de corte. Geralmente feito de liga de aço de alta resistência ou outras ligas especiais, o fuso é acionado por um motor elétrico. A velocidade e a direção do fuso podem ser controladas com precisão pelo sistema CNC.
3. Sistema de guia
O sistema de guias inclui as guias e assentos de guia da máquina, apoiando e orientando o movimento da ferramenta de corte ou peça. Os tipos comuns de guias incluem guias rolantes, guias lineares e guias deslizantes, escolhidas com base na aplicação da máquina e nos requisitos de desempenho.
4. Trocador de ferramentas
O trocador de ferramentas é um sistema automatizado projetado para armazenar e trocar ferramentas de corte. Pode conter múltiplas ferramentas e, seguindo as instruções do sistema CNC, selecionar e substituir automaticamente diferentes tipos de ferramentas durante o processo de usinagem, aumentando a eficiência da produção.
5.Sistema CNC
O sistema CNC serve como o cérebro inteligente da máquina-ferramenta CNC para metal, controlando os movimentos, velocidades, trocas de ferramentas e outras operações da máquina. Normalmente consiste em um controlador, unidade de programação e dispositivos de entrada, como teclado e mouse. Ele interpreta comandos de Operadores de máquinas CNC ou software de design auxiliado por computador (CAD), traduzindo-os em ações de máquina executáveis.
6.Mesa de trabalho
A mesa de trabalho é uma plataforma que suporta e fixa a peça, capaz de se mover ao longo de diferentes eixos para permitir que as ferramentas de corte realizem diversas operações na superfície da peça. A mesa de trabalho geralmente inclui dispositivos de fixação para garantir a estabilidade da peça durante o processamento.
7.Sistema de refrigeração
A usinagem de metal gera altas temperaturas e o sistema de refrigeração é empregado para resfriar ferramentas de corte e peças de trabalho, evitando superaquecimento e prolongando a vida útil da ferramenta. Os sistemas de refrigeração normalmente usam fluido de corte ou refrigerante para refrigeração e lubrificação.
8.Dispositivos e sistemas de fixação
Dispositivos de fixação e sistemas de fixação são usados para segurar e fixar as peças de trabalho, garantindo que elas permaneçam estacionárias e livres de deformação durante a usinagem. Diferentes tarefas de usinagem podem exigir vários tipos de acessórios e sistemas de fixação.
Esses componentes funcionam em conjunto, permitindo que máquinas-ferramentas CNC para metal realizem com eficiência e precisão várias tarefas de processamento de metal.
Tipos de máquinas CNC de metal
O reino das máquinas CNC de metal é vasto e diversificado, com cada tipo oferecendo benefícios e limitações específicas. As categorias mais comumente encontradas dessas ferramentas de precisão são as seguintes:
- fresadoras CNC
- tornos CNC
- Tornos CNC
- Roteadores e gravadores CNC
- Retificadoras CNC
- Cortadores de plasma movidos a CNC
- Cortadores CNC a jato de água
- Máquinas de brunimento integradas em CNC
- Máquinas de descarga eletrostática controladas por CNC
Quando se trata de máquinas-ferramentas de controle numérico, as fresadoras apresentam a máxima flexibilidade nas aplicações. Sua versatilidade abrange uma ampla gama de operações, desde perfuração e mandrilamento básicos até cortes complexos de engrenagens e até mesmo a construção de estruturas complexas. A precisão e versatilidade das fresadoras fazem delas uma pedra angular em muitos processos de fabricação.
Relacionado: Perfuração vs. Mandrilamento vs. Alargamento: seu processo e diferença de aplicação
Os tornos CNC, por outro lado, são excelentes na fabricação de componentes cilíndricos girando a peça em torno de um eixo. Além da modelagem cilíndrica, essas máquinas também realizam operações adicionais, como furação, rosqueamento e alargamento com precisão incomparável. Tornos CNC são indispensáveis em indústrias que exigem peças cilíndricas com tolerâncias restritas.
Conhecidas como fresadoras, essas máquinas empregam uma fresa rotativa para eliminar material indesejado da peça de trabalho. Os roteadores são especializados em gravar padrões e designs complexos em vários materiais, incluindo madeira, plástico e metal. A precisão e sutileza dos roteadores CNC permitem criar trabalhos complexos com detalhes impecáveis.
Além disso, este grupo diversificado de máquinas abrange inúmeras subcategorias, incluindo cortadores por jato de água, cortadores de plasma e máquinas de descarga elétrica (EDMs). Os cortadores a jato de água utilizam um fluxo de água de alta pressão para cortar materiais espessos com distorção mínima de calor. Os cortadores de plasma aproveitam o poder de um gás ionizado para cortar com precisão metais condutores. Os EDMs, por outro lado, empregam descargas elétricas para remover metal de uma peça, tornando-os ideais para usinagem de materiais duros e condutores.
As aplicações dessas subcategorias são diversas, desde o corte de materiais espessos até a moldagem de projetos complexos. A sua precisão e capacidades revolucionaram a indústria transformadora, permitindo uma produção mais rápida e eficiente de componentes e peças.
Como funciona uma máquina CNC de metal?
Uma máquina CNC (controle numérico computadorizado) de metal funciona usando controles computadorizados para automatizar e executar com precisão operações de usinagem em peças de metal. Aqui está uma visão geral passo a passo de como uma máquina CNC de metal típica opera:
Projeto e programação:
O processo começa com a criação de um design digital usando software Computer-Aided Design (CAD). Este projeto é então convertido em um conjunto de instruções, conhecido como código G, usando software de Fabricação Assistida por Computador (CAM). O código G contém informações sobre percursos, velocidades, avanços e outros parâmetros.
Carregando material:
Uma peça de metal é carregada com segurança na mesa de trabalho da máquina CNC. A peça pode ser um bloco de metal bruto ou uma peça parcialmente processada, dependendo dos requisitos específicos do projeto.
Seleção e configuração de ferramentas:
As ferramentas de corte apropriadas, como fresas de topo, brocas ou tornos, são selecionadas com base nas operações de usinagem descritas no código G. As ferramentas são então instaladas e fixadas na torre ou fuso de ferramentas da máquina CNC.
Relacionado: Tipos, usos e aplicações de ferramentas de corte de torno CNC
Configuração da máquina:
A máquina CNC é configurada inserindo o programa do código G na unidade de controle da máquina. Isso envolve a especificação do ponto zero da peça, deslocamentos da ferramenta e outros parâmetros necessários para uma usinagem precisa.
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Execução do código g:
O operador da máquina CNC inicia o processo de usinagem e a unidade de controle interpreta as instruções do código G para mover as ferramentas de corte da máquina ao longo de caminhos predeterminados. As ferramentas de corte removem material da peça de acordo com o projeto especificado.
Usinagem de precisão automatizada:
A máquina CNC controla com precisão os movimentos das ferramentas de corte em vários eixos (X, Y, Z e, às vezes, eixos adicionais para máquinas avançadas como CNC 5 eixos). Essa automação garante alta precisão e repetibilidade no processo de usinagem.
Monitoramento e controle de qualidade:
Durante toda a operação de usinagem, os operadores acompanham o processo, verificando eventuais anomalias ou desvios. Algumas máquinas CNC possuem sistemas de medição automatizados para verificar a precisão dos recursos usinados.
Trocas de ferramentas (se necessário):
Se o programa de código G exigir ferramentas diferentes para várias operações de usinagem, a máquina CNC poderá alterar automaticamente as ferramentas conforme necessário, reduzindo o tempo de inatividade.
Conclusão e descarga:
Assim que o processo de usinagem for concluído, a peça de metal acabada é cuidadosamente removida da máquina CNC. Pode passar por etapas adicionais de pós-processamento, como rebarbação ou acabamento superficial, se necessário.
Produção repetível e escalável:
As máquinas CNC são adequadas para produção repetível e escalável. O mesmo programa de código G pode ser usado para produzir peças idênticas, tornando-as eficientes tanto para prototipagem quanto para produção em massa.
Como escolher uma máquina CNC de metal adequada para você?
A escolha de uma máquina-ferramenta CNC de metal adequada requer a consideração de vários fatores. Aqui estão algumas etapas e considerações importantes para ajudá-lo a tomar uma decisão:
1. Esclarecer os requisitos de processamento
Obtenha uma compreensão mais profunda dos tipos de metais que precisam ser processados, pois diferentes tipos de metais têm requisitos diferentes para parâmetros e ferramentas de corte. Por exemplo, a velocidade e a profundidade de corte necessárias para o processamento de alumínio e titânio são diferentes.
Leia este artigo para obter uma compreensão detalhada das diferenças entre titânio e alumínio: Titânio vs Alumínio: Qual é o melhor para o seu projeto?
Realize uma análise detalhada da forma geométrica, precisão dimensional e requisitos de rugosidade superficial das peças para garantir que a máquina-ferramenta selecionada possa atender a esses requisitos.
Avalie os requisitos de produção em massa de peças, pois isso afetará a capacidade de produção de máquinas-ferramentas e os equipamentos auxiliares necessários (como sistemas de manuseio de materiais).
2. Especificações e configuração da máquina-ferramenta
Selecione o tamanho apropriado da base e da bancada de acordo com os requisitos de processamento, garantindo que ela possa acomodar a peça de trabalho e permita espaço de corte suficiente.
Considere a potência e a velocidade do fuso para garantir a capacidade de lidar com diferentes cargas de corte e tipos de materiais. Enquanto isso, selecione um sistema de fixação de ferramenta adequado para garantir a estabilidade e confiabilidade da ferramenta.
Escolha um sistema CNC compatível para garantir que o sistema de controle da máquina-ferramenta possa atender aos requisitos de usinagem e tenha programação e opções funcionais suficientes.
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3.Interface de operação e software
A escolha de uma máquina-ferramenta CNC de metal com uma interface operacional intuitiva e fácil de usar pode melhorar a produtividade do operador e reduzir erros operacionais. Considere se os pacotes de software CAM/CAD são necessários para programar e simular processos de usinagem e compreender sua compatibilidade com máquinas-ferramentas. Além disso, garanta que a interface operacional seja fácil de integrar e usar para melhorar a eficiência geral da produção.
4.Ferramentas e consumíveis
Especialistas em corte de metal acreditam que a eficiência de uma máquina-ferramenta CNC de US$ 250000 depende em grande parte do desempenho de uma fresa de topo de US$ 30. Percebe-se que equipar as máquinas-ferramenta CNC com ferramentas de corte de alto desempenho. É uma das principais medidas para reduzir custos e alcançar o máximo de benefícios económicos abrangentes.
Geralmente, ferramentas de corte suficientes devem ser equipadas para que as máquinas-ferramentas CNC utilizem plenamente suas funções, de modo que a máquina-ferramenta CNC selecionada possa processar múltiplas variedades de produtos e evitar ociosidade e desperdício desnecessários.
5. Equipamentos e acessórios de suporte
Selecione acessórios, acessórios e equipamentos de medição necessários de acordo com os requisitos de processamento para garantir a fixação precisa das peças e medições precisas após o processamento. Esses dispositivos devem ser compatíveis com máquinas-ferramentas e melhorar a eficiência geral da usinagem. Além disso, considere se acessórios adicionais, como capas de proteção, transportadores de cavacos, etc., são necessários para garantir a segurança e cumprir os requisitos ambientais.
Para utilizar plenamente a função das máquinas-ferramentas CNC e aprimorar suas capacidades de processamento, é necessário equipar os acessórios e ferramentas necessários. Não compre uma máquina-ferramenta que custe centenas de milhares ou milhões de yuans e não possa funcionar corretamente devido à falta de um acessório ou ferramenta que custe dezenas de yuans. Ao comprar a máquina principal, compre algumas peças vulneráveis e outros acessórios juntos.
Melhor máquina CNC de metal recomendada
A escolha ideal da máquina-ferramenta CNC de metal depende dos requisitos específicos de processamento, orçamento e outros requisitos específicos. Aqui estão algumas sugestões, mas observe que a melhor escolha pode variar dependendo da situação específica:
| Marcas | Tipos de máquina | Faixa de preço | Vantagens | Desvantagens |
|---|---|---|---|---|
| Yamazaki Mazak | Tornos, Centros de Torneamento, Fresadoras, Centros de Usinagem (Horizontal e Vertical), Cortadores a Laser, Sistemas Flexíveis de Fabricação (FMS), Programas CAD/CAM, Sistemas de Controle | $ 50,000 - $ 1,000,000 + | – Líder na indústria de máquinas CNC – Diversificada gama de máquinas e equipamentos – Alta precisão e automação | – Preços possivelmente mais elevados dependendo da configuração |
| DMG MORI | Centros de usinagem verticais, centros de usinagem horizontais, centros de usinagem de três eixos, centros de usinagem de quatro eixos, centros de usinagem de cinco eixos, centros de usinagem compostos de torneamento e fresamento, centros de usinagem ultrassônicos/laser | $ 100,000 - $ 2,000,000 + | – Combina as histórias de DEMAGESEN e MORISEIKI, líderes em tecnologia – Ampla gama de produtos, atendendo às necessidades de fabricação de alta qualidade – Alta precisão e automação | – Preços possivelmente mais elevados dependendo da configuração |
| Trunfo | Máquinas e sistemas laser industriais | $ 100,000 - $ 2,000,000 + | – Pioneiro na Indústria 4.0 da Alemanha, líder em tecnologia – Amplamente utilizado em campos industriais de corte e processamento a laser – Forte posição de mercado e reputação | – Concentra-se principalmente em máquinas e sistemas laser industriais |
| MAG | Máquinas-ferramentas e sistemas de automação | $ 100,000 - $ 2,000,000 + | – Conglomerado de empresas de classe mundial na fabricação de máquinas-ferramenta e sistemas de controle, oferecendo soluções customizadas de usinagem – Atendendo diversas necessidades no mercado de bens duráveis | – Preços possivelmente mais elevados dependendo da configuração |
| Hardinge | Máquinas-ferramentas de corte de metal e ferramentas de alta precisão | $ 50,000 - $ 1,000,000 + | – Mais de um século de experiência na fabricação de máquinas-ferramentas de corte de metal de alta confiabilidade – Equipamentos de usinagem de alta precisão, sinônimo da marca Hardinge | – Preços possivelmente mais elevados dependendo da configuração |
| Haas | Máquinas-ferramentas CNC | $ 20,000 - $ 500,000 + | – Fundada em 1983, com boa reputação de marca – Grande capacidade de produção, produzindo mais de 12,500 unidades anualmente – Preços relativamente mais baixos, adequados para pequenas e médias empresas e startups | – Pode não ser adequado para necessidades de usinagem especializadas e sofisticadas, reconhecimento de marca relativamente baixo |
| Ler | Tornos CNC, Centros de Torneamento, Vertical, Horizontal, Pórtico (Pentaedro), Retificadoras CNC | $ 50,000 - $ 1,000,000 + | – Quase um século de experiência na fabricação de máquinas-ferramenta – Maior produtor de máquinas-ferramenta do Japão – Alta rigidez, grande eficiência de corte, alta precisão e longa vida útil dos produtos | – Preços possivelmente mais elevados dependendo da configuração, direcionados principalmente para a área de produção industrial |
Fabricante de máquinas CNC de metal:
- Corporação Yamazaki Mazak (Japão)：Produtor líder de equipamentos CNC desde 1919, oferecendo uma ampla gama de máquinas, incluindo tornos, fresadoras e cortadores a laser.
- Trumpf (Alemanha)：Pioneira em máquinas e sistemas laser industriais desde 1923, contribuindo para a Indústria 4.0 Alemã.
- MAG (EUA)：Conglomerado sediado em Michigan que oferece soluções de usinagem sob medida para o mercado de bens duráveis.
- Hardinge (EUA)：Fundada em 1890, conhecida por máquinas-ferramentas de corte de metal de alta confiabilidade e ferramentas de precisão.
- Automação Haas (EUA)：Fundada em 1983 por Gene Haas, conhecida por sua base de produção na Califórnia, fabricando um grande número de máquinas-ferramenta CNC anualmente.
- Okuma (Japão)：O maior produtor de máquinas-ferramenta CNC do Japão desde 1898, oferecendo uma ampla variedade de tornos CNC, centros de usinagem e retificadoras conhecidos por sua precisão e eficiência.
- DMG Mori (Alemanha + Japão)：Joint venture entre Demag (Alemanha) e Mori Seiki (Japão), conhecida por centros de usinagem de precisão e centros compostos de torneamento/fresamento.
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Perguntas frequentes
As máquinas CNC são programadas usando código G, uma linguagem que define percursos e operações. Os programadores usam software CAM (Computer-Aided Manufacturing) para gerar código G com base nas especificações do projeto.
A frequência de manutenção depende do uso e da máquina específica. Verificações regulares de desgaste, lubrificação e calibração da ferramenta são comuns. Os fabricantes geralmente fornecem cronogramas de manutenção no manual do usuário.
As máquinas-ferramentas CNC para metal têm uma ampla gama de aplicações e podem ser usadas para uma variedade de tarefas de usinagem de metal, fornecendo recursos de usinagem altamente precisos e automatizados. Por meio do programa e controle apropriados, as máquinas-ferramentas CNC de metal podem realizar fresamento, torneamento, furação, corte e outras operações de processamento.
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Este artigo foi escrito por engenheiros da equipe da BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen é engenheiro e especialista técnico com 20 anos de experiência em prototipagem rápida e fabricação de peças metálicas e plásticas.
