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Apostila Treinamento EdgeCAM
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- INTRODUÇÂO .................................................................................................................................... SUMÁRIO
- INTRODUÇÃO À TECNOLOGIA CAM ..........................................................................................
- 1.1 Métodos de programação CN......................................................................................................
- 1.2 Metodologia CAD-CAM................................................................................................................
- REVISÃO DE USINAGEM .............................................................................................................
- 2.1 Movimentos e grandezas na usinagem .......................................................................................
- 2.1.1 Grandezas de avanço...............................................................................................................
- 2.1.2 Grandezas de penetração ........................................................................................................
- 2.2 Influência da geometria da ferramenta na usinagem ................................................................
- 2.2.1 Ângulos da ferramenta............................................................................................................
- INTERFACE DO PROGRAMA EDGECAM .................................................................................
- 3.1 Ambiente de Design....................................................................................................................
- 3.2 Ferramentas de desenho ............................................................................................................
- 3.2.1 Linha ........................................................................................................................................
- 3.2.2 Arco ..........................................................................................................................................
- 3.2.3 Ponto ........................................................................................................................................
- 3.2.4 Polígono ...................................................................................................................................
- 3.2.5 Retângulo.................................................................................................................................
- 3.2.6 Offset........................................................................................................................................
- 3.3 Ferramentas de edição ...............................................................................................................
- 3.3.1 Entity Data................................................................................................................................
- 3.3.2 Radius ......................................................................................................................................
- 3.3.3 Trim ..........................................................................................................................................
- 3.3.4 Chamfer ...................................................................................................................................
- 3.4 Integração com outros softwares de CAD ..................................................................................
- TORNEAMENTO ..........................................................................................................................
- 4.1 Ambiente de manufatura no software EdgeCAM .......................................................................
- 4.2 Seleção de ferramentas ..............................................................................................................
- 4.3 Estratégias de usinagem ............................................................................................................
- 4.3.1 Faceamento .............................................................................................................................
- 4.3.2 Desbaste e acabamento externo .............................................................................................
- 4.3.3 Abertura de canais (desbaste e acabamento).........................................................................
- 4.3.4 Furação ....................................................................................................................................
- 4.3.5 Roscas .....................................................................................................................................
- 4.4 Criando CPL................................................................................................................................
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- 4.5 Simulação da usinagem..............................................................................................................
- 4.6 Informações sobre a usinagem...................................................................................................
- 4.7 Otimização do processo .............................................................................................................
- FRESAMENTO .............................................................................................................................
- 5.1 Estratégias de usinagem ............................................................................................................
- 5.2 Seleção de ferramentas de fresamento......................................................................................
- 5.3 Faceamento ................................................................................................................................
- 5.4 Desbaste .....................................................................................................................................
- 5.5 Acabamento ................................................................................................................................
- 5.6 Furação .......................................................................................................................................
- GERAÇÃO DO CÓDIGO CNC .....................................................................................................
- GERAÇÃO DAS FOLHAS DE PROCESSO ................................................................................
- ESTUDO DE CASO ......................................................................................................................
- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................
- EXERCÍCIOS EXTRAS ....................................................................................................................
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Treinamentos 4
1 INTRODUÇÃO À TECNOLOGIA CAM
A Manufatura Assistida por Computador (CAM) consiste no uso de sistemas computacionais para
planejamento, gerenciamento e controle de operações de uma fábrica. O CAM pode ser classificado em duas
grandes categorias:
a) Sistemas computadorizados de controle e monitoração: neste caso, o computador liga-se diretamente ao processo a ser monitorado ou controlado. b) Sistemas de suporte da produção: trata-se de uma aplicação indireta. O computador é utilizado como ferramenta de suporte para as atividades de produção, não havendo interface direta do computador com o processo de manufatura.
Na primeira categoria a abrangência é grande, pois o CAM atua como suporte de manufatura, isto
é, auxiliando na: programação CNC de peças por software; planejamento e programação da produção;
planejamento de necessidades de material (MRP), de controle de chão de fábrica, coleta de dado (DNC),
como também a tomada de decisão, plano operacional, etc.
Apesar de toda esta abrangência, o termo CAM, às vezes, ainda é sinônimo da programação CN,
conceito que ficou muito difundido com a sigla CAD/CAM, que representa módulos de programação CN em
sistemas CAM.
1.1 Métodos de Programação CN
a) Programação direta na máquina - MID (Material Data Input) : Esse método de programação descreve a
programação direto no chão de fábrica, sendo viabilizado devido aos recursos dos novos CNC. Neste método,
o programador, com a geometria à disposição, define o percurso da ferramenta e transforma em linguagem
(função de máquina). É utilizado em eventuais modificações, para otimização de programas na máquina, e na
programação de peças relativamente simples em indústrias de manufatura.
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b) Programação manual : Neste caso, o programador interpreta o desenho da peça, calcula os pontos da
trajetória da ferramenta, preenchendo um formulário que poderá ser digitado ou enviado diretamente ao
operador da máquina, que digitará diretamente nela. Esse tipo de programação tem sido facilitado pela
utilização de ciclos automáticos, sendo de fácil execução para geometrias não muito complexas.
c) Programação auxiliada por computador : O mais tradicional método de programação auxiliada por
computador é o que utiliza a linguagem APT ("Automatically Programmed Tool"). A função do programador,
utilizando esse método, é escrever o programa fonte, aonde definisse a geometria da peça e/ou o percurso da
ferramenta, via definição de forma padronizada pelas linguagens de entidades geométricas e funções
auxiliares. Esse programa fonte é trabalhado por um processador, que realiza os cálculos geométricos,
determina o contorno da ferramenta e gera um arquivo neutro (CLDATA ou CLFILE) independente da
máquina. Posteriormente esse arquivo é pós-processado, gerando um arquivo específico para a máquina a ser
utilizada.
Um segundo método é aquele executado pelos modernos sistemas CAD/CAM, onde a entrada é
o desenho da peça ou o percurso da ferramenta. Interativamente, no módulo CAM do sistema, inicia-se a
programação CN que gerará um arquivo neutro.
Num terceiro novo conceito de programação CN, conhecido na Alemanha como WOP
("Wertattsoriertierte Programminerung"), o usuário inicia a programação a partir de um sistema CAD e trabalha
interativamente, definindo os parâmetros geométricos, de ferramentas e tecnológicos, através de ícones
gráficos. Gera-se também um arquivo neutro, que posteriormente será pós-processado.
1.2 Metodologia CAD-CAM
A metodologia CAD-CAM é baseada nestas duas ferramentas computacionais, onde no software
de CAD o usuário “desenha” o produto/peça, este desenho poderá ser simplesmente um desenho 2D ou 3D,
isto vai depender da complexidade da peça. Com o modelo feito no CAD o usuário carrega 1 este modelo no
software de CAM, onde se inicia todo o processo de manufatura (usinagem) deste produto, nesta etapa o
usuário informa parâmetros tecnológicos, como por exemplo: rotação da ferramenta, sobremetal, profundidade
de corte, tipo de ferramenta a ser utilizada, etc. O software de CAM calcula o “caminho” que a ferramenta
deve percorrer, esta é a etapa de processamento. Ao final este percurso de ferramenta, mais as informações
tecnológicas são pós-processadas na linguagem da máquina a ser utilizada, ou em um arquivo neutro, como
vimos anteriormente. Veja na Figura 1 a seqüência das etapas.
(^1) Em algumas soluções o CAD e o CAM rodam no mesmo ambiente.
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2 REVISÃO DA USINAGEM
2.1 Movimentos e grandezas na usinagem
Os movimentos entre a ferramenta e a peça é necessária para que ocorra a usinagem
propriamente dita, isto é, a remoção de material da peça. Os movimentos podem ser de dois tipos: ativos e
passivos. Os movimentos ativos são aqueles em que ocorre a remoção de material (cavaco), são eles:
a) Movimento de corte : é o movimento entre a ferramenta e a peça e que juntamente com o movimento de avanço, promove a remoção de material durante uma única rotação ou um curso da ferramenta (Figura 2a). b) Movimento de avanço : é o movimento entre a ferramenta e a peça que, juntamente com o movimento de corte, possibilita uma remoção contínua de material, durante várias rotações ou cursos da ferramenta (Figura 2b). c) Movimento efetivo de corte : é o movimento entre a ferramenta e a peça, a partir do qual resulta o processo de usinagem. Quando o movimento de avanço é contínuo, o movimento efetivo é a resultante dos movimentos de corte e avanço (Figura 2c). Quando o movimento de avanço é intermitente, o movimento efetivo é o próprio movimento de corte.
a) b) c)
Figura 2: Movimentos no torneamento longitudinal. a) movimento de corte; b) movimento de avanço; c)
movimento efetivo de corte.
Os movimentos passivos são aqueles que, apesar de fundamentais para que ocorra a
usinagem, não promovem a remoção de material, são eles:
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a) Movimento de ajuste : é o movimento entre a ferramenta e a peça, no qual é predeterminada a espessura da camada de material a ser removida. Nos processos de sangramento e furação, este movimento não existe, pois a espessura de material a ser removida é definida pela geometria da ferramenta. b) Movimento de correção : é o movimento entre a ferramenta e a peça, empregado para compensar alterações de posicionamento devidas, por exemplo, ao desgaste da ferramenta, variações térmicas, deformações plásticas, entre outras, que normalmente incidem durante a usinagem. c) Movimento de aproximação : é o movimento entre a ferramenta e a peça, com o qual a ferramenta, antes do início da usinagem, é aproximada da peça. d) Movimento de recuo : é o movimento entre a ferramenta e a peça, com o qual a ferramenta, após a usinagem, é afastada da peça.
2.1.1 Grandezas de avanço
São as grandezas que resultam do movimento de avanço. São elas:
a) Avanço “f” – é o percurso de avanço em cada volta ou em cada curso da ferramenta (Figura 3). b) Avanço por dente “fz” – é o percurso de avanço por dente e por volta ou curso da ferramenta, medido na direção de avanço. Corresponde à distância entre duas superfícies de transição 2 consecutiva, considerada na direção do avanço. Tem-se a seguinte relação entre estas grandezas:
z
f
fz = [1]
Onde:
“z” é o número de dentes da ferramenta.
2.1.2 Grandezas de penetração
São as grandezas que descrevem geometricamente a relação de penetração entre a ferramenta e
a peça.
a) Profundidade ou largura de usinagem ap – é a profundidade ou largura de penetração da ferramenta em relação à peça (Figura 3), medida perpendicularmente ao plano de trabalho^3. No torneamento cilíndrico e de faceamento, fresamento e retificação frontal, ap é denominada profundidade de
(^2) Superfície de transição: é a superfície que está sendo gerada pela ferramenta. (^3) Plano de trabalho é o plano formado pelas direções dos movimentos de corte e de avanço.
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Figura 5. ap e ae no fresamento tangencial. Fonte: (1).
2.2 Influência da geometria da ferramenta na usinagem
2.2.1 Ângulos da ferramenta
Figura 6. Superfícies de uma ferramenta monocortante e nomenclatura para os gumes. Fonte:
www.cimm.com.br.
Ângulos medidos no plano de referência
Figura 7. Ângulos medidos no plano de referência. Fonte: www.cimm.com.br.
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Influência na usinagem
Κr – este ângulo varia entre 45ºa 90º e influencia na espessura do cavaco, considerando a mesma ap e o
mesmo avanço “f”. Quanto maior este ângulo maior a espessura do cavaco, maior calor gerado, maiores
forças de usinagem. Quanto menor gera maior vibração.
Ângulos medidos no plano do gume
Figura 8. Ângulos medidos no plano do gume. Fonte: www.cimm.com.br.
Influência na usinagem
λs – influencia na deformação do cavaco. Este ângulo varia de +6º a –6º, o que denomina de ferramenta
positiva ou negativa (na figura acima este ângulo é negativo). Quanto menor este ângulo, maior a deformação
do cavaco, maior força necessária na usinagem, porém torna a ferramenta mais rígida, o que em operações
de desbaste e em materiais de ferramenta frágeis é uma boa opção de ferramenta.
Ângulos medidos no plano de trabalho
Figura 9. Ângulos medidos no plano de trabalho. Fonte: www.cimm.com.br.
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3 INTERFACE DO PROGRAMA EDGECAM
3.1 Ambiente de design
O software de CAM EdgeCAM possui basicamente dois ambientes principais: o ambiente de
design e o de manufatura, o primeiro serve para desenharmos a geometria da peça que iremos usinar, o
programa possui algumas ferramentas de CAD 2D e 3D, o segundo ambiente é o da manufatura, isto é, onde
usinaremos a peça. Se o modelo do produto foi desenhado em outro software de CAD, abrimos este arquivo
no ambiente de design. A figura 10 mostra a tela do EdgeCAM versão 9.
Figura 10. Interface do EdgeCAM versão 9.
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1 – Barra de título
2 – Barra de menu
3 – Barras de ferramentas (toolbars)
4 – Área gráfica
5 – CPL
6 – Janela dos Layers
7 – Janela de feedback (onde retornam informações que o usuário solicitou)
8 – Vista atual
9 – Coordenadas
10 – Barra de status
Para visualizarmos ou ocultarmos barras de ferramentas e janelas:
Figura 11. Procedimento para exibir ou ocultar barras de ferramentas ou janelas no EdgeCAM.
No EdgeCAM temos dois ambientes de trabalho: o ambiente no plano XY , para fresamento e o
ambiente ZX , para torneamento. Para alterarmos entre um e outro, preceda de seguinte maneira:
Menu: Options < XY environment
< ZX environment
Figura 12. Configurando o ambiente de trabalho.
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Podemos inserir coordenadas cartesianas, polares e angulares. Exemplo: desenhar uma linha
com 100mm de comprimento com início na origem e na extermidade desta um segmento com 50mm de
comprimento e 30° de inclinação:
a) Menu: Geometry < Line b) Na caixa de diálogo “Line” pressione OK sem preencher nada c) Na toolbar “Input” pressione o botão “co-ordinate input” d) Na caixa de diálogo “Enter Co-ordinates” , preencha os campos X, Y e Z com valores 0,0,0, e pressione OK ;
Figura 14. Caixas de diálogos para inserção de coordenadas.
e) Irá surgir um símbolo na origem do sistema;
f) Para inserir as coordenadas do ponto final da linha acesse o “Co-ordinate input” , mas agora apenas pressione a tecla “X” do teclado, isto fará a caixa de diálogo aparecer novamente e preencha agora a linha de comando ( Command ) assim: x100y0z0 e pressione OK ;
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Para a caixa de diálogo ficar deste tamanho foi pressionado o botão “More”
Figura 15. Caixa de diálogo Enter Co-ordiantes na forma reduzida
g) Na linha de Status está sendo solicitado o Start point of line , utilize os Intellisnap (pontos de precisão). Para utilizar pontos de precisão (Intellisnap) das entidades basta passar o mouse sobre a
entidade já desenhada, veja na figura abaixo:
Figura 16. Mostra os pontos de precisão (Intellisnap) numa linha.
A figura 16 mostra a criação de uma outra linha no “end-point” da primeira. Veja que a linha fica
destacada e é mostrado um “tooltip” de identificação. Para configurarmos quais pontos de precisão irão estar
funcionando clique em:
Menu: Options < Preferences, Guia: Selection
Os Intellisnap ’s que estão disponíveis:
- Endpoints
- Arc centre
- Vertex
- Midpoint
- Arc Quadrant
- Cylinder
Figura 17. Como configurar os Intellisnap para que atuem de forma automática.
OBS.: Podemos acionar o comando Intellisnap de forma que fique ativo, para isso, pressione o botão direito
do mouse na área gráfica. Com este comando ativo, toda vez que o mouse passar sobre uma entidade será
mostrado a caixa Tooltip com informações sobre a entidade.
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3.2.2 Arcos – podemos criar arcos de três maneiras diferentes: 3 pontos, ponto central e raio e através de
parâmetros (caixa de diálogo):
Figura 20. Comandos de construção de arcos.
Figura 21. Arco com três pontos, o arco é sempre desenhado no sentido anti-horário.
Se acionarmos o comando Arc pelo menu Geometry , surgirá a caixa de diálogo Arc.
Caixa de diálogo para desenhar arcos
Figura 22. Caixa de diálogo com os parâmetros para desenhar arcos.
Caixa de diálogo Arco com 3 pontos Centro e raio
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Treinamentos 20
Exercício 2. No desenho anterior complete conforme desenho abaixo:
Figura 23. Desenho do exercício 2.
3.2.3 Pontos – pontos são entidades que tanto servem como referência para outras entidades como
também pode servir como localização de um furo a ser usinado.
Menu: Geometry < Point
Toolbar: Design
Figura 24. Caixa de diálogo para desenhar pontos.
Exercício 3 : Criar um ponto distante 40mm do centro do círculo de ∅ 20mm, desenhado anteriormente.
a) Acesse o comando point ; b) Na barra de status o EdgeCAM solicita Position for point , neste momento vamos entrar com um ponto de referência que é o centro do círculo, na toolbar Input clique no botão Reference input
c) Clique no centro do círculo
Figura 25. Ponto de referência para desenhar outra entidade de desenho.
