Apostila Fresamento CNC com EdgeCAM - joinville.ifsc.edu.brvalterv/Usinagem 2 - CNC/Fresamento...

Sumário

TUTORIAL 1 POCKET .................................................................................................................................................................................. 3

ACESSANDO O EDGECAM ................................................................................................................................................................................................ 3 ABRINDO O ARQUIVO COM A GEOMETRIA ...................................................................................................................................................................... 3 VISUALIZANDO A GEOMETRIA ......................................................................................................................................................................................... 4 CRIANDO UM SISTEMA DE COORDENADAS PARA O ZERO PEÇA .................................................................................................................................... 5 DEFININDO O BLOCO DE MATÉRIA PRIMA - STOCK ........................................................................................................................................................ 7 ACESSANDO O AMBIENTE DE MANUFATURA .................................................................................................................................................................. 8 CRIANDO A OPERAÇÃO POCKET....................................................................................................................................................................................... 9 SIMULANDO NO AMBIENTE DE MANUFATURA ..............................................................................................................................................................19 SIMULANDO NO EDGECAM VERIFY ..............................................................................................................................................................................20 CONCLUINDO A USINAGEM ............................................................................................................................................................................................23

TUTORIAL 2 PROFILE ...............................................................................................................................................................................25

PEÇA PARA USINAR .........................................................................................................................................................................................................25 A FRESA ...........................................................................................................................................................................................................................26 ABRINDO O ARQUIVO COM A GEOMETRIA ....................................................................................................................................................................26 O SISTEMA DE CORRDENADAS PARA O ZERO PEÇA......................................................................................................................................................27 DEFININDO O BLOCO DE MATÉRIA PRIMA - STOCK ......................................................................................................................................................27 ACESSANDO O AMBIENTE DE MANUFATURA ................................................................................................................................................................29 TRABALHANDO COM CICLOS..........................................................................................................................................................................................29 DEFININDO A FRESA ........................................................................................................................................................................................................29 INSERINDO OS COMANDOS DE INICIALIZAÇÃO..............................................................................................................................................................31 CRIANDO O FRESAMENTO COM PROFILE .......................................................................................................................................................................33 ANALISANDO AS TRAJETÓRIAS GERADAS .....................................................................................................................................................................37 MODIFICANDO A ENTRADA DA FRESA ...........................................................................................................................................................................38 FRESANDO O SEGUNDO CONTORNO...............................................................................................................................................................................39 FINALIZANDO A SEQÜÊNCIA ...........................................................................................................................................................................................40 SIMULANDO NO EDGECAM VERIFY ..............................................................................................................................................................................41

TUTORIAL 3 HOLE......................................................................................................................................................................................43

ABRINDO O ARQUIVO COM A GEOMETRIA ....................................................................................................................................................................43 PREPARANDO A GEOMETRIA ..........................................................................................................................................................................................44 ACESSANDO O AMBIENTE DE MANUFATURA ................................................................................................................................................................44 CRIANDO A OPERAÇÃO HOLE.........................................................................................................................................................................................44 PARÂMETROS GERAIS .....................................................................................................................................................................................................45 FURAÇÃO DE CENTRO .....................................................................................................................................................................................................45 PREPARAÇÃO DE REBAIXO .............................................................................................................................................................................................46 FURAÇÃO DE DESBASTE .................................................................................................................................................................................................46 ACABAMENTO DO FURO .................................................................................................................................................................................................47 VERIFICANDO A USINAGEM ............................................................................................................................................................................................50 GERANDO O CÓDIGO CNC..............................................................................................................................................................................................51

TUTORIAL 4 SURFACES............................................................................................................................................................................51

ABRINDO O ARQUIVO COM A GEOMETRIA ....................................................................................................................................................................51 PREPARANDO A GEOMETRIA PARA USINAGEM .............................................................................................................................................................52 DEFININDO O BLOCO DE MATÉRIA PRIMA ....................................................................................................................................................................52 CRIANDO UM SISTEMA DE COORDENADAS PARA O ZERO PEÇA ..................................................................................................................................53 CRIANDO CONTORNOS ....................................................................................................................................................................................................53 DEFININDO A SEQÜÊNCIA DE USINAGEM.......................................................................................................................................................................59 CRIANDO A OPERAÇÃO SURFACES.................................................................................................................................................................................60 DEFININDO O PARÂMETROS GERAIS DA OPERAÇÃO.....................................................................................................................................................62 DEFININDO O DESBASTE .................................................................................................................................................................................................63 DEFININDO O ACABAMENTO ..........................................................................................................................................................................................65 SIMULANDO A USINAGEM...............................................................................................................................................................................................66 ANALISANDO A USINAGEM.............................................................................................................................................................................................67 EDITANDO O DESBASTE ..................................................................................................................................................................................................68 SIMULANDO EM MODO TURBO.......................................................................................................................................................................................69 O ARQUIVO DE SIMULAÇÃO CL-DATA ..........................................................................................................................................................................70 CONSIDERAÇÕES SOBRE ESTRATÉGIAS DE ACABAMENTO ...........................................................................................................................................71 ACABAMENTO COM CONSTANT CUSP............................................................................................................................................................................71

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Fresamento CNC com EdgeCAM 3

Tutorial 1 Pocket O presente tutorial tem por objetivo oferecer orientação básica no processo de fresamento de cavidades planas (Pockets). A geometria para usinagem foi modelada no AutoCAD, embora o modelamento completo possa ser feito no EdgeCAM. O EdgeCAM pode gerar uma usinagem via Ciclo (Comando) ou Operação (Conjunto de comandos). Neste tutorial será abordada a operação Pocket. A vantagem de se trabalhar com o menu Operations é o grau de automação dos procedimentos. Sempre que uma operação é criada toda uma seqüência predefinida de comandos é gerada automaticamente.

O trabalho com ciclos será abordado no tutorial 2. Acessando o EdgeCAM Acesse Iniciar, Programas, EdgeCAM e escolha: Abrindo o Arquivo com a Geometria

Acesse o menu File e escolha Open. Na caixa de diálogo aponte a localização do arquivo e o formato apropriado. Neste caso, acesse o diretório c:\CAMdoc\Estudo. Defina o tipo de arquivo para AutoCAD Drawings (*.dwg).

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Abra o arquivo EXE_EdgeCAM_POCKET Escolha OK na caixa de diálogo Open AutoCAD Drawing. Visualizando a Geometria Clique com o botão do mouse sobre a barra indicadora da vista (Status View). Escolha Isometric no menu.

Para controlar a visualização use os comandos de Zoom da barra de ferramentas abaixo:


Criando um Sistema de Coordenadas para o Zero Peça

No menu Geometry escolha Create CPL. O “Contruction Plane” (CPL) define a nova orientação do plano XY.

Antes de criar o CPL o usuário deve ter em mente a orientação da geometria sobre a mesa da fresadora, bem como a localização do Zero Peça (Origem usada na programação CNC).

Na caixa de diálogo CPL defina os seguintes atributos:

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Origin: Para poder definir a origem (X0Y0Z0). Name: Digite um nome apropriado para o CPL. Por exemplo, ZP ou Zero_peça. Plane: Método de definição do plano. Escolha Through 3 Points (Por 3 pontos). Work Plane: A função do plano. Neste caso, MILL(XY) isto é, fresamento. Em seguida escolha OK e indique os pontos de forma precisa (Modo Snap). Note que os recursos de precisão (Intellisnap) já estão ativos, basta indicar os “endpoints” desejados.

First Point on Plane

Second Point

Third Point

Digitise New Origin for CPL

1 3

2

4

X

Y

Eixo vermelho: X Eixo verde: Y Eixo azul: Z


Definindo o Bloco de Matéria Prima - Stock Acesse o menu Geometry e escolha Stock/Fixture.

As opções da caixa de diálogo Stock: Automatic Stock: Cria um bloco (Stock) automaticamente com base nos limites da geometria. Create Geometry: Desenha linhas para representar o Stock. Se esta opção estiver desligada o EdgeCAM representa apenas a diagonal (seus extremos) do bloco. Type: Define o tipo de elemento. Stock: matéria prima ou Fixture: elemento de fixação. Shape: Forma. Box para paralelepípedo ou Cylinder para cilindro. Offset: Acrescenta sobre-medidas ao Stock. Neste tutorial, temos uma geometria externa que é a medida exata do Stock, portanto os valores de offset ficam zerados. Escolha OK para finalizar o Stock. A visualização do Stock pode ser sombreada com a opção Toggle Stock:

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Acessando o Ambiente de Manufatura O ambiente de manufatura é o módulo de CAM do EdgeCAM. Neste ambiente são definidas as seqüências de fabricação CNC.

Você pode usar Ctrl + M para acessar o ambiente de manufatura. Surgirá a caixa de diálogo Machining Sequence: Machine Datum: Origem da Máquina (Zero Máquina). Se esta opção estiver marcada deverá ser especificado o ponto de origem da máquina. Este procedimento é opcional. Caso não se especifique o Machine Datum o EdgeCAM utilizará o Initial CPL. Description: É nome da seqüência de usinagem. Se for deixada em branco o sistema gera um nome com o padrão Sequence n. Job Name: Arquivo de configuração com informações sobre ferramentas. Para este tutorial não especifique. Discipline: Refere-se ao processo de fabricação: Mill (Fresamento), Turn (Torneamento) e Wire (Eletroerosão a fio). Machine Tool: Especifique o tipo de controlador para gerar o arquivo com o programa CNC. No nosso caso, Fanuc3x.mcp. Initial CPL: Especifique o CPL que define o zero peça. Datum Type: Defina o sistema de coordenadas absoluto (Absolute).


Criando a Operação Pocket Acesse o menu Operations e escolha Pocket.

Surgirá a seguinte mensagem na barra de status: Digitise Pocket Profiles Indique os contornos que limitam a cavidade.

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Selecione o contorno externo (em azul) e o contorno adjacente (em preto/branco). Após a seleção dos contornos aplique <enter>. Surgirá a seguinte mensagem na barra de status: Digitise New Star Point for Profile Chain (or Finish) Especifique o novo ponto inicial sobre o contorno.


Observe que uma marca em forma de estrela aparece sobre os contornos. Você pode alterar o ponto inicial clicando em outra região do contorno. Este ponto é utilizado pelo EdgeCAM para entrada da ferramenta dependendo da operação ou ciclo. Aplique <enter>. Surgirá a caixa de diálogo Pocket Operation. Para esta operação defina os seguintes parâmetros: Clearance = 3 mm Define a coordenada Z para movimentação segura da ferramenta no plano XY usando marcha rápida (G0).

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Retract = 2 mm Especifica o valor incremental medido em relação a “Level” para iniciar o ciclo de usinagem. Level = 0 mm Especifica o nível onde começa a cavidade (valor absoluto). Depth = -10 mm É a profundidade final da cavidade (medido a partir de Level). Draft Angle = 0o Define o ângulo das paredes laterais da cavidade.


Mill Type: Conventional Gera fresamento discordante. Na pasta Roughing defina: Strategy: Concentric Determina trajetórias de ferramenta concêntricas ao núcleo. Approach: No Approach Descida simples da ferramenta sobre o material (somente no eixo Z, sem usar rampa ou hélice). Cut Increment = 3 mm Profundidade de corte axial (Incremento de corte em Z). % Stepover = 50

Climb Conventional

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Incremento de corte radial em percentagem do diâmetro da fresa. Offset = 0 Define o deslocamento da fresa em relação ao contorno. Em seguida, clique sobre Find para encontrar uma ferramenta na biblioteca. Selecione o filtro Slot Drill para escolher uma fresa de topo reto de 2 gumes (tipo chaveteira). Este tipo de fresa pode descer dentro do material pois possui gume até o centro. Em seguida clique sobre a fresa de 12mm e pressione o botão Select. Retornando a caixa de diálogo Pocket Operation defina os parâmetros: Feedrate = 500 mm/min Avanço geral. Plunge Feed = 200 mm/min Avanço de descida da fresa. Speed = 4000 rpm Rotação da fresa. Position = 1 Posição da fresa no magazine (Chamada de ferramenta T_).


Clique sobre a pasta Finishing.

Em Strategy certifique-se que a opção No Finishing (Sem acabamento) esteja selecionada. Pressione OK para gerar as trajetórias de ferramenta. Observe o resultado. Obtivemos uma usinagem incompleta entre os dois contornos. Isso se deve ao fato do diâmetro da fresa ser maior que a mínima distância entre os contornos. Veremos como corrigir o problema.

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Na janela do Browser expanda a operação Pocket. Dê um duplo clique sobre Areaclear Milling. Surgirá a caixa de diálogo Areaclear Milling. Vários parâmetros podem ser ajustados nessa caixa de diálogo. Por enquanto, vamos selecionar External Boss no campo Strategy. Isso define o contorno interno como um núcleo, permitindo a completa usinagem em sua volta. Pressione OK para recalcular as trajetórias.


Observe o resultado: Usinagem da próxima cavidade (contorno verde). Acesse novamente o menu Operations e escolha Pocket. Selecione o contorno verde e aplique <enter> 2x.

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Ajuste Depth para –4 (profundidade final da cavidade). Pressione OK para concluir.


Simulando no Ambiente de Manufatura Pode-se observar uma prévia da usinagem no próprio EdgeCAM, entretanto, esta simulação é pouco detalhada e não fornece parâmetros suficientes para validar as trajetórias criadas. Para ter acesso a simulação clique com o botão direito do mouse sobre a seqüência e escolha Simulate.

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Controle a velocidade de simulação arrastando o regulador abaixo: Simulando no EdgeCAM Verify O Verify é um módulo de simulação interligado ao EdgeCAM que permite uma visualização mais realista da usinagem. Para acessar o EdgeCAM Verify escolha Verify Machining a partir do menu View.

No EdgeCAM Verify controle a visualização através dos comandos:

Zoom Mode: ? Botão esquerdo pressionado enquanto arrasta – Zoom em

tempo real. ? Botão direito pressionado enquanto arrasta – Abre uma

janela de zoom. Orient Mode:

? Botão esquerdo do mouse pressionado enquanto arrasta – Modo Pan.

? Botão direito pressionado enquanto arrasta – Modo Rotate.


Após os ajustes de visualização vá para o modo de simulação:

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Clique em Start para iniciar a simulação.


Concluindo a Usinagem Feche o Verify e retorne ao EdgeCAM. Crie um Pocket para o contorno hexagonal (em vermelho). Ajuste os novos parâmetros:

Draft Angle = 10o Para gerar uma parede lateral inclinada. Depth = -6 mm

Cut Increment = 1 mm Nova Ferramenta: Diameter = 6 mm Position = 2 Corner Radius = 1.5 mm Raio de quina da fresa de topo.

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Observe o resultado: Simule a usinagem final:


Tutorial 2 Profile

Este tutorial tem por objetivo o entendimento do comando Profile, bem como os procedimentos de trabalho com o menu Cycles (Ciclos).

O comando Profile realiza um fresamento simples de contorno. A fresa pode ser posicionada a direita ou à esquerda do contorno e a profundidade total pode ser dividida em incrementos (Cut Increment). Peça para Usinar Peça bruta: Disco em Latão ø300 x 44 mm.

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A Fresa Fresa faceadora de cantos a 90o Sandvik R290-125Q40-12M Número de pastilhas: 8 Posição no magazine: 01 Recomendações de corte: fz = 0,15 mm/dente Vc = 450 m/min Abrindo o Arquivo com a Geometria

Acesse o menu File e escolha Open. Na caixa de diálogo aponte a localização do arquivo. Neste caso, acesse o diretório c:\CAMdoc\Estudo. Abra o arquivo EXE_EdgeCAM_PROFILE.PPF


O Sistema de Corrdenadas para o Zero Peça Observe que neste caso o CPL Top já está situado no centro da face superior, o que é satisfatório para localizar o zero peça. Definindo o Bloco de Matéria Prima - Stock Acesse o menu Geometry e escolha Stock/Fixture. Na caixa de diálogo Stock defina: Create Geometry: Para desenhar as linhas do Stock. Type: Stock Shape: Cylinder para criar uma matéria prima cilíndrica. Radius: 150. Escolha OK. Surgirá a seguinte mensagem: Digitise Two Points to Define Axis Especifique dois pontos para definir o eixo do cilindro. Obs.: Os dois pontos devem definir perfeitamente o comprimento e a posição do cilindro.

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Digite P para fornecer a posição do primeiro ponto.

Na caixa de diálogo Enter Co-ordinates especifique o ponto X0Y0Z0. Este ponto fica no centro da face superior da peça e coincide com o CPL Top.

Aplique Continue para fornecer o segundo ponto.

O segundo ponto fica na base da peça, logo Z-44. Aplique OK para concluir o Stock. A visualização do Stock pode ser sombreada com a opção Toggle Stock:


Acessando o Ambiente de Manufatura Você pode usar Ctrl + M para acessar o ambiente de manufatura. Surgirá a caixa de diálogo Machining Sequence: Ajuste: Description: É nome da seqüência de usinagem. Por sugestão: Fresar c/ PROFILE. Discipline: Mill (Fresamento). Machine Tool: Especifique o tipo de controlador para gerar o arquivo com o programa CNC. No nosso caso, Fanuc3x.mcp. Initial CPL: Especifique o CPL que define o zero peça. Neste caso o CPL Top é que define o zero peça. Trabalhando com Ciclos Quando se trabalha com os ciclos do menu Cycles deve-se primeiramente gerar a chamada de ferramenta, acionamentos e modos de operação do CNC. Se nenhuma ferramenta foi definida ainda, os ciclos não aparecem no menu Cycles. Definindo a Fresa

Para definir a fresa acesse Milling Cutter a partir do menu Tooling Ou:

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Diameter: 125 (Diâmetro da parte ativa) Position: 1 (Posição no magazine) Comment: Comentário para a fresa. Neste caso: R290-125Q40-12M Tool Type: End Mill (Fresa de topo reto)

Flute Length: 10.7 (Comprimento da parte ativa da fresa) Number of Teeth: 8 (oito pastilhas)

Shank Definition: Length: 63 (Comprimento da haste da fresa) Diameter: 125 (Diâmetro da haste) Obs.: Utilizou-se aqui, valores aproximados.


Ao aplicar OK a chamada de ferramenta será gerada na lista de instruções com o comentário definido anteriormente. Inserindo os Comandos de Inicialização Como na programação manual devemos inserir os comandos para acionar o eixo árvore, fluído de corte, modos de trabalho entre outros. Para inserir comandos iniciais e de preparação acesse o menu M-Functions. O comando Spindle controla o estado do eixo árvore. A opção CLW (de Clock Wise) liga o eixo árvore com rotação horária. Neste caso optou-se por um comando de função dupla que ativa o fluído ao mesmo tempo que a árvore é acionada (M3 + M8 = M13).

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Através do menu M-Functions, opção Machine Parameters, podemos definir alguns parâmetros importantes inerentes a máquina CNC. Initial Plane: Define a altura Z que pode ser alcançada pela ferramenta em deslocamento rápido (G0) nos três eixos sem qualquer interferência com dispositivos de fixação ou outras partes da máquina. Tool Change: Define as coordenadas para o ponto de troca das ferramentas. Em algumas máquinas o ponto de troca é buscado automaticamente numa chamada de ferramenta (T_M6). Para inserir um deslocamento rápido para o plano de inicialização: Escolha:

Ou:


Observe como ficou a lista de instruções: Estamos prontos para criar o ciclo de usinagem na seqüência. Criando o Fresamento com Profile Para criar um ciclo de fresamento Profile execute:

Ou: Ajuste os parâmetros na caixa de diálogo Profile Milling:

Compensation: Pathtrace (O EdgeCAM faz a compensação da trajetória considerando o raio da fresa) Mill Type: Climb (Fresamento concordante) Speed: RPM (n) n=(Vc.1000)/(? .D) n=(450.1000)/( ? .125)=1145 rpm Feedrate: Vel. Avanço em XY Vf=fz.Zn.n=0,15.8.1145 Vf=1375 mm/min

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Clearance = 5 Define a coordenada Z limite para aproximação da ferramenta em marcha rápida (G0). Level = 0 Especifica o nível onde começa a usinagem (valor absoluto). Depth = -4 É a profundidade final de fresamento (medido a partir de Level).

Cut Increment: Não especificar Implica em fresar até o valor de Depth num único passe.


Tolerance: 0.01 Define o máximo desvio entre as trajetórias criadas e o contorno da geometria.

Aplique OK. Surgirá a seguinte interação: Line/Arc/Continuos/Group as Profile Para selecionar os elemento que fazem parte do perfil a ser fresado use um dos métodos:

a) Selecione os elementos individualmente. b) Aplique o comando de seleção em cadeia e clique sobre um elemento do contorno.

Dessa forma, todos os elementos do contorno serão selecionados. Aplique <enter> para concluir a seleção do perfil. Surgirá a seguinte mensagem: Digitise New Start Point for Profile Chain (or Finish)

Elemento indicado Contorno selecionado automaticamente

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Indique um novo ponto inicial para o perfil (ou <enter> para não indicar) Este ponto é indicado por uma seta. A seta também determina o lado do perfil que será fresado. Neste caso, a fresa se deslocaria por dentro do contorno fechado. Para inverter basta clicar do lado externo do contorno próximo ao ponto atual. Este ponto é utilizado pelo EdgeCAM para iniciar o fresamento sobre o contorno. Podemos mudar a posição deste ponto clicando em outras regiões do contorno. Aplique <enter>. Surgirá a mensagem: Digitise Start/End Point to Alter Indique o ponto para alterar: Inicial ou Final. Nesta interação podemos escolher um trecho específico do contorno para fresar. O ponto inicial é representado pela seta e o ponto final pela estrela. Neste caso, queremos fresar o contorno por completo, logo o ponto inicial e final deve coincidir.


Aplique <enter> para concluir. Observe o resultado: Analisando as Trajetórias Geradas Clique com o botão direito do mouse sobre o nome da seqüência e escolha Simulate. Observe que a descida da fresa se dá sobre o material bruto. O tipo de fresa empregada não suporta esta operação. A saída é modificar as condições de entrada. Promover uma entrada lateral da fresa.

Trajetória do centro da fresa

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Modificando a Entrada da Fresa Para modificar o ciclo Profile criado clique com o botão direito do mouse sobre a instrução Profile Milling e escolha Edit. Na caixa de diálogo Profile Milling clique sobre a pasta Lead. Podemos especificar o método de entrada e saída da fresa do contorno. Neste exercício optou-se por definir um arco na entrada e na saída. Entrada: Angle In: 45o Radius In: 100 Saída: Angle Out: 45o Radius Out: 100


Aplique OK e observe o resultado: É importante observar a escolha dos valores anteriores, pois os mesmos devem assegurar que a descida da fresa ocorra fora do material bruto. Fresando o Segundo Contorno Execute Profile a partir do menu Cycles e proceda como descrito para o contorno anterior. Na caixa de diálogo Profile Milling, ajuste os valores de Level e Depth:

Level: -4 Depth: -8

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Finalizando a Seqüência Antes de encerar o programa CNC é recomendado inserir um deslocamento da ferramenta para o ponto de troca (Toolchange). Para mover a ferramenta para o ponto de troca:

Ou:

Contorno para fresar

Trajetória gerada


Na caixa de diálogo Move To Toolchange estabeleça:

First: Z Dessa forma o primeiro eixo a se deslocar é o Z. Isso promove uma saída segura da ferramenta da área de trabalho.

Agora insira o comando de encerramento do programa (M30): Observe como ficou a lista de instruções: Simulando no EdgeCAM Verify

Para acessar o EdgeCAM Verify escolha Verify Machining a partir do menu View ou execute .

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Tutorial 3 Hole O presente tutorial tem por objetivo oferecer uma visão geral da operação Hole (Furação). Podemos executar furos simples, seqüências de furos e furos com detalhes de acabamento como rebaixos e escareados. A operação Hole permite definir ao mesmo tempo várias etapas: Centragem, furo de desbaste, detalhe de rebaixo ou escareado e acabamento final por alargador (Ream) ou barra de mandrilar (Bore). Abrindo o Arquivo com a Geometria

Acesse o menu File e escolha Open. Na caixa de diálogo aponte a localização do arquivo: C:\CAMdoc\Estudo\Placa_furos.dwg.

Importante: Para ter acesso ao arquivo escolha em Arquivo do tipo: AutoCAD Drawings (*.dwg).

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Preparando a Geometria Crie o CPL (Zero peça) conforme indicado. Consulte o Tutorial 1: Pocket se achar necessário. Estabeleça o bloco de matéria prima (Stock). Acessando o Ambiente de Manufatura Digite Ctrl+M para acessar o ambiente de manufatura e ajuste os parâmetros da caixa de diálogo Machining Sequence conforme indicado: Criando a Operação Hole Escolha Hole a partir do menu Operations. Surgirá a seguinte mensagem na área de status: Select points Selecione os pontos que indicam os centros dos furos. Você pode selecionar via janela: Aplique <enter> para finalizar a seleção.


Parâmetros Gerais Defina os parâmetros gerais como indicado na pasta General. Furação de Centro Na pasta Centre/Spot ajuste: Strategy: Spot Drill. Para marcar centro de furo com uma broca normal. Diameter: 8 mm (É o diâmetro da marca de centro) Tooling: Clique em Find e selecione uma broca de 12mm. Defina os parâmetros de corte e a posição da ferramenta.

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Preparação de Rebaixo Na pasta Preparation observe: Strategy: Counterbore (rebaixo reto). Depth: -10 (profundidade do rebaixo). After Roughing: Para executar o rebaixo após a furação de desbaste. Em Tooling defina os parâmetros como indicado. Furação de Desbaste Na pasta Roughing observe: Strategy: Chipbreak (Ciclo de furação com quebra-cavaco). Depth: -52 (Profundidade de todos os furos).


Cut Increment: 10 (Incremento de corte para quebra-cavaco). Safe Distance: 1 (Valor incremental definido a partir do material; onde ocorre a troca de G0 por G1). Em Tooling defina uma broca de 15 mm e os parâmetros indicados. Acabamento do Furo Na pasta Finishing faça os seguintes ajustes: Strategy: Bore (Acabamento final com barra de mandrilar). Full Depth: Acabamento em toda extensão do furo. Em Tooling escolha Find. Escolha Create para criar uma nova barra de mandrilar.

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Na pasta Geometry especifique: Diameter: 15.6 mm (Diâmetro ativo do mandrilador). Flute Length: 60 mm (Comprimento da parte ativa/ livre da barra). Teeth/Flutes: 1 (Uma aresta de corte). Shank Length: 50 mm (Comprimento da haste (suporte) da barra). Shank Diameter: 19 mm (Diâmetro da haste). Na pasta General especifique: Tool Description: Descrição da ferramenta que será utilizada pelo EdgeCAM. Comment: Comentários adicionais sobre a ferramenta.


Escolha OK para finalizar a ferramenta. Obs.: Caso a sua ferramenta não apareça na lista clique sobre Use Filters. Selecione a ferramenta que você criou e escolha Select. Ajuste os parâmetros de corte indicados. Escolha OK para finalizar a operação Hole.

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Verificando a Usinagem

Furação de Centro (Brø12) Furação de Desbaste (Brø15) Rebaixo ø20x10 Mandrilamento ø15.6


Gerando o Código CNC Execute Generate Code para gerar o código de máquina. Clique em Browse e especifique a localização e o nome do arquivo CNC: C:\CAMdoc\Estudo\Furos.nc. % :0001 (Placa_furos) N1 G21 G90 G40 N2 G10 P1 Z0.0 R6.0 T01 N3 G10 P2 Z0.0 R7.5 T03 N4 G10 P3 Z0.0 R10.0 T02 N5 G10 P4 Z0.0 R7.8 T04 N6 G10 L2 P1 X114.715 Y117.11 Z0.0 (zero) N7 (HOLE OPERATION) N8 G28 G91 Z0 N9 T01 N12 G90 G54 M06 N14 S2000 M3 M41 M8 N15 G0 X180.0 Y70.0 N16 G0 Z5.0 (Furação de Centro Brø12) N17 G98 G81 X180.0 Y70.0 Z-4.0 R2.0 F200.0 N18 M98 P0002 N19 G28 G91 Z0 N20 T03 N21 G90 G54 M06 N23 S1600 M3 M41 M8 N24 G0 X180.0 Y70.0 N25 G0 Z5.0 (Furação de desbaste Brø15) N26 G98 G73 X180.0 Y70.0 Z-56.506 Q10.0 D0.0 R2.0 F200.0 N27 M98 P0002 N28 G28 G91 Z0 N29 T02

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N30 G90 G54 M06 N32 S1000 M3 M41 M8 N33 G0 X180.0 Y70.0 N34 G0 Z5.0 (Rebaixar ø20x10) N35 G98 G81 X180.0 Y70.0 Z-10.0 R2.0 F150.0 N36 M98 P0002 N37 G28 Z0 H0 M19 O38 T04 (Barra de mandrilar ø15.6) N39 G90 G54 M06 N41 S1000 M3 M41 M8 N42 G0 X180.0 Y70.0 N43 G0 Z5.0 (Mandrilar ø15.6) N44 G98 G86 X180.0 Y70.0 Z-51.0 R2.0 F20.0 N45 M98 P0002 N46 G00 Z100.0 M09 N47 M30 % (Sub-programa: posição dos furos) :0002 N1 G90 N2 X180.0 Y20.0 N3 X140.0 Y120.0 N4 Y70.0 N5 Y20.0 N6 X100.0 Y170.0 N7 Y120.0 N8 Y70.0 N9 Y20.0 N10 X60.0 Y170.0 N11 Y120.0 N12 Y70.0 N13 X20.0 Y220.0 N14 Y170.0 N15 Y120.0 N16 X260.0 Y370.0 N17 Y320.0 N18 Y270.0 N19 Y220.0 N20 Y170.0 N21 Y120.0 N22 X220.0 Y420.0 N23 Y370.0 N24 Y320.0 N25 Y270.0

N26 Y220.0 N27 Y170.0 N28 Y120.0 N29 Y70.0 N30 X180.0 Y470.0 N31 Y420.0 N32 Y370.0 N33 Y320.0 N34 Y170.0 N35 Y120.0 N36 X140.0 Y470.0 N37 Y420.0 N38 Y370.0 N39 X100.0 Y470.0 N40 Y420.0 N41 Y370.0 N42 Y320.0 N43 X60.0 Y420.0 N44 Y370.0 N45 Y320.0 N46 Y270.0 N47 Y220.0 N48 X20.0 Y370.0 N49 Y320.0 N50 Y270.0 N51 G80 N52 G90 N53 M99


Tutorial 4 Surfaces O presente tutorial tem por objetivo oferecer orientação básica no processo de fresamento 3 eixos de superfícies.

A geometria que será utilizada neste exercício foi modelada em sólido no Solidworks 2000 e posteriormente convertida em superfícies pela interface IGES (Initial Graphics Exchage Standard). Trata-se da cavidade de um molde para sopro de recipientes de cera líquida.

Abrindo o Arquivo com a Geometria Para abrir o arquivo em formato IGES acesse o menu File e escolha Open. Na caixa de diálogo indique o caminho C:\CAMdoc\Estudo. Especifique IGES Files (*.igs) no campo Arquivos do tipo. Neste exercício estamos interessados no conjunto de superfícies oriundo do IGES Translator do Solidworks 2000. Certifique-se que a opção Surfaces esteja habilitada. Na pasta Advanced podemos ajustar a tolerância de conversão das entidades gemétricas. Escolha OK para iniciar o processo de conversão.

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Ajuste os parâmetros de visualização: Preparando a Geometria para Usinagem Definindo o Bloco de Matéria Prima Acesse o menu Geometry e escolha Stock/Fixture. Ajuste os parâmetros indicados e aplique OK. Note que os offsets estão zerados, dessa forma um bloco (Stock) será criado pelas dimensões máximas da geometria existente.


Criando um Sistema de Coordenadas para o Zero Peça Acesse o menu Geometry e escolha Create CPL. Marque a opção Origin e digite um nome para o CPL (por exemplo: ZP). Note que neste caso não é necessário definir o plano, mas apenas a origem do CPL, pois os eixos XY já estão orientados pelo zero-peça pretendido. Criando Contornos Os contornos criados serão utilizados para limitar a usinagem da cavidade. Com o intuito de facilitar o gerenciamento dos contornos especificaremos uma layer (Camada de desenho ou nível) diferente. Para criar uma nova layer clique com o botão direito do mouse sobre a área vazia do Browser. Escolha New.

Eixo vermelho: X Eixo verde: Y Eixo azul: Z

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Digite um nome para a layer e aplique OK. Note na lista de Layers que a nova layer está com a marca de ativa. Uma layer pode ser ativada com um duplo clique sobre o nome da mesma. Mude a cor ativa para diferenciar o contorno do resto da geometria. Crie os contornos da seguinte forma: Acesse o menu Surface, submenu Generate, opção Boundaries.


Na caixa de diálogo Boundaries ajuste Surface Curves no campo Generate. Surface Curves são entidades do EdgeCAM que representam as bordas das superfícies. Aplique OK. Selecione apenas as três superfícies superiores. Aplique <enter> para concluir. Oculte as layers Geometry e Layer0 para facilitar a edição dos contornos.

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Para isso dê um duplo clique no campo Show: Yes, para que apareça “No” nas layers em questão. Delete as linhas desnecessárias.

Converta as entidades Surface Curves em Curvas normais. Para isso, acesse o menu Edit, opção Explode.


Ajuste a opção Mode para Apply to all e OK. Selecione todas as curvas (Seleção por janela) e aplique <enter>. O EdgeCAM identifica como elementos selecionados o tipo Surface Curve e apresenta a seguinte caixa de diálogo:

Ajuste as opções: Delete: Para apagar os elementos originais. Tolerance: 0.001 (Máximo desvio permitido) Number Of Points: 300 (Número de pontos que serão utilizados para interpolar as novas curvas. Valores baixos poderão deformar as novas curvas em relação às curvas originais). Escolha OK e aplique <enter> para finalizar a operação. Feche o contorno externo conforme indicado:

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Torne visíveis as Layers Geometry e Layer0 (Duplo clique sobre “No” na coluna Show). Pronto! A geometria está preparada para o ambiente de Manufatura.


Definindo a Seqüência de Usinagem Acesse o ambiente de manufatura (Ctrl + M).

Especifique os parâmetros indicados na caixa de diálogo Machining Sequence: Discipline: Refere-se ao processo de fabricação: Mill (Fresamento), Turn (Torneamento) e Wire (Eletroerosão a fio). Machine Tool: Especifique o tipo de controlador para gerar o arquivo com o programa CNC. No nosso caso, Sinum810.mcp (Refere-se ao CNC Siemens Sinumerik 810D). Initial CPL: Especifique o CPL que define o zero peça. Datum Type: Defina o sistema de coordenadas absolutas (Absolute). Machine Datum: Para especificar a posição do zero máquina acima do bloco de matéria prima. Aplique OK. Surgirá a mensagem: Digitize Location for the Machine Datum. Execute Reference Input

Clique no canto da peça (sobre o zero peça)

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Na caixa de diálogo, digite 350 para Z e OK para finalizar. Dessa forma, o Zero Máquina ficará 350 mm acima do Zero Peça. Esse procedimento evita eventuais colisões nas aproximações e afastamentos da ferramenta, pois, quando se trabalha com geometrias importadas não se tem um bom controle da orientação do sistema de coordenadas default ou padrão. Se o Machine Datum não é definido pelo usuário o EdgeCAM atribui o CPL TOP, que por sua vez, pode estar abaixo ou no interior do bloco de matéria prima. Criando a Operação Surfaces Vamos usar uma operação de fresamento que desbasta e promove acabamento. Para isso, escolha Surfaces a partir do menu Operations. Surgirá a seguinte mensagem: Select Surfaces to Machine Selecione as superfícies para usinar (Seleção por janela).


Selecione todas as superfícies via janela de seleção. Aplique <enter>. Aparecerá a mensagem: Select Boundary Entitities (Finish for None) Selecione as entidades limitantes da usinagem. Neste momento, podemos selecionar os contornos que limitam a usinagem da peça a região da cavidade. Um método que pode facilitar esta operação é a seleção por janela a partir da vista de topo.

Aplique <enter>. Aparecerá a seguinte mensagem: Select Point or Line for Start Position (Finish for None)

Janela de seleção

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Selecione o ponto ou seguimento de reta para a posição inicial do ciclo de fresamento (<enter> para não especificar). Aplique <enter> para não especificar. Definindo o Parâmetros Gerais da Operação Surgirá a caixa de diálogo Surface Operation: Na pasta General ajuste os seguintes parâmetros: NC Output: Feed. (O programa CNC será composto por uma seqüência de segmentos de reta). Obs.: A opção Line Arc Smooth permite a geração de segmentos de reta e arcos de circunferência para usinar as superfícies. Já a opção Spline habilita a interpolação curva ou interpolação por NURBS para usinar as superfícies. Ao invés de trajetórias formadas por vários seguimentos de reta o CNC move a ferramenta por uma trajetória curva suave. Está opção não está disponível para todas as máquinas CNC. O controlador da máquina deve oferecer suporte para interpolação curva. Mill Type: Optimised. (O EdgeCAM combina fresamento concordante – Climb com fresamento discordante – Conventional para otimizar as trajetórias). Climb Conventional


Safe Distance: 1 (Distância segura acima do material para ativação de avanço de usinagem). Clearance: 5 (Posição Z livre acima da peça para deslocamento rápido no plano XY). Level: 0 (Z inicial da cavidade). Depth: -40 (Z final da cavidade). Este valor pode ser maior que a profundidade real da cavidade. Um valor menor produz usinagem incompleta. Definindo o Desbaste Na pasta Roughing ajuste: Strategy: Z Level Areaclear (Gera desbaste por níveis e as trajetórias são concêntricas).

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Approach: Ramp (A descida da fresa sobre o material se dá em rampa, por movimento de XZ ou YZ) Os parâmetros da rampa podem ser ajustados por edição após a criação da operação. % Stepover: 60 (Incremento radial para 0,6 x øfresa). Offset: 1 (Sobre-material de desbaste). Cut Increment: 2.5 (Incremento de corte axial). Tolerance: 0.1 (Máximo desvio permitido entre a superfície modelada e a trajetória da ferramenta). Obs.: Empregou-se aqui o valor de 0,1 mm com o intuito de reduzir o tempo de cálculo e o tamanho do programa CNC. Na prática são usados valores de 0,005 a 0,05 dependendo da operação. Pode-se utilizar uma tolerância mais aberta para desbaste e uma tolerância mais fechada para o acabamento final. Em Tooling especifique a ferramenta e os parâmetros de corte indicados na caixa de diálogo.

Cut Increment

Ramp Angle

Offset


Definindo o Acabamento Na pasta Finishing especifique os parâmetros de acabamento: Strategy: Parallel Lace (Trajetórias paralelas). Angle: 90 (Ângulo das trajetórias: 0 ao longo de X, 90 ao longo de Y, etc.). % Stepover: 6 (Incremento de corte radial em % do diâmetro da fresa). Com 6% de 8 (øfresa) temos 0,48 mm. Obs.: Na prática este valor é ainda menor. A opção por 6% baseou-se simplesmente na redução do tempo de processamento. Tolerance: 0.1 (Pelo mesmo motivo exposto anteriormente) Offset: 0 (Sem sobre-material) Em Tooling especifique a ferramenta de ponta esférica ø8 e os parâmetros de corte indicados na caixa de diálogo.

Stepover

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Escolha OK para concluir. Aguarde os cálculos de aproximação e geração de trajetórias. Simulando a Usinagem O Verify é um módulo de simulação interligado ao EdgeCAM que permite uma visualização mais realista da usinagem. Para acessar o EdgeCAM Verify escolha Verify Machining a partir do menu View. No EdgeCAM Verify controle a visualização através dos comandos:

Zoom Mode: ? Botão esquerdo pressionado enquanto arrasta – Zoom em

tempo real. ? Botão direito pressionado enquanto arrasta – Abre uma

janela de zoom. Orient Mode:

? Botão esquerdo do mouse pressionado enquanto arrasta – Modo Pan.

? Botão direito pressionado enquanto arrasta – Modo Rotate. Para simular a usinagem, escolha: Simulate Mode

Em seguida: Start


Controle a velocidade de simulação através das opções: Analisando a Usinagem Observe os patamares resultantes da operação de desbaste com incremento de corte axial de 2.5 mm. O resultado é um sobre-material desuniforme e um excesso de carga para a ferramenta de acabamento.

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Editando o Desbaste Veremos agora, com resolver o problema: Feche o simulador e retorne ao EdgeCAM. Expanda a árvore no Browser. Localize o comando Z Level Roughing. Clique com o botão direito do mouse sobre o nome do comando e escolha Edit no menu de tela. Aparecerá a caixa de diálogo Z Level Roughing: Acesse a pasta Intermediate Slices (Níveis intermediários). Podemos definir níveis de fresamento extras entre os níveis principais de 2,5 mm. O EdgeCAM gera passes extras no valor de Cut Increment (Intermediate Slices) para remover material remanescente entre os patamares de de 2,5 mm.

Cut Increment (Principal do desbaste)

Cut Increment (Intermediate Slices)

Vista lateral da cavidade desbastada


Ajuste Cut Increment= 1 e % Stepover para 60 e aplique OK. Aguarde o recalculo das trajetórias. Acesse o simulador e analise o resultado. Simulando em Modo Turbo Na simulação de grandes programas pode-se utilizar o modo “Turbo” para aumentar a velocidade de simulação. Neste modo o movimento da ferramenta não é simulado, apenas o volume de material removido é atualizado periodicamente.

Desbaste com Níveis Intermediários Altura dos patamares: 1 mm

Desbaste sem Níveis Intermediários Atura dos patamares: 2,5 mm Resultado obtido anteriormente

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O Arquivo de Simulação CL-Data Parte do arquivo CL-Data (Cutter Location Data) gerado para simulação: 00000010 PARTNO/C:\CAMdoc\Estudo\Cavidade_Molde_geometria pronta.cl 00000020 NSIDES/24 00000030 UNITS/ MM 00000040 MULTAX/ON 00000050 CBOX/225.87 200 40 0 0 0 00000060 REMARK/Machining Sequence : fanuc3x.mcp 00000070 FROM/0,0,100,0,0,1 00000080 REMARK/Cycle Define Operation : Surface Operation 00000090 REMARK/Cycle Coolant : Off 00000100 REMARK/Cycle Milling Cutter : End mill [T1] 00000110 PPRINT/HOLDER 00000120 CUTTER/15 1.5 6 1.5 0 0 37.5 00000130 PPRINT/COLOR 1 00000140 FROM/0,0,100,0,0,1 00000150 RAPID 00000160 GOTO/0,0,100,0,0,1 00000170 REMARK/Cycle Coolant : Flood 00000180 REMARK/Cycle Spindle : CLW 00000190 REMARK/Cycle Z Level Roughing 00000200 FEDRAT/MMPM 320 00000210 SPINDL/CLW 2500 00000220 RAPID 00000230 GOTO/52.5,52.5,100,0,0,1 00000240 RAPID 00000250 GOTO/52.5,103.53,100,0,0,1 00000260 RAPID 00000270 GOTO/52.5,103.53,45,0,0,1 00000280 GOTO/52.5,103.53,41,0,0,1 00000290 GOTO/37.5,103.53,39.69,0,0,1 00000300 GOTO/52.5,103.53,38.38,0,0,1 00000310 GOTO/42.49,103.53,37.5,0,0,1 00000320 GOTO/45,103.53,37.5,0,0,1 00000330 GOTO/45,103.53,37.5,0,0,1 00000340 CIRCLE/100.78,68.51,37.5,0,0,-1,65.86 00000350 GOTO/49.55,109.9,37.5,0,0,1 00000360 GOTO/45,109.9,37.5,0,0,1 00000370 GOTO/45,103.53,37.5,0,0,1 00000380 GOTO/36,103.53,37.5,0,0,1 00000390 GOTO/36,81.12,37.5,0,0,1 00000400 GOTO/45.33,81.12,37.5,0,0,1 00000410 GOTO/45.33,81.12,37.5,0,0,1 00000420 CIRCLE/100.78,68.51,37.5,0,0,-1,56.86 00000430 GOTO/74.44,118.9,37.5,0,0,1 00000440 GOTO/36,118.9,37.5,0,0,1 00000450 GOTO/36,103.53,37.5,0,0,1 00000460 GOTO/27,103.53,37.5,0,0,1 00000470 GOTO/27,72.12,37.5,0,0,1 00000480 GOTO/53.05,72.12,37.5,0,0,1 00000490 GOTO/53.05,72.12,37.5,0,0,1 00000500 CIRCLE/100.78,68.51,37.5,0,0,-1,47.86 00000510 GOTO/83.67,113.21,37.5,0,0,1 00000520 GOTO/83.87,113.28,37.5,0,0,1 00000530 GOTO/83.87,113.28,37.5,0,0,1 00000540 CIRCLE/101.49,67.22,37.5,0,0,-1,49.31 00000550 GOTO/101.54,116.54,37.5,0,0,1 00000560 GOTO/160.56,116.47,37.5,0,0,1 .............................. ...

Este arquivo é gerado automaticamente toda vez que você executa o comando Verify Machining. O CL-Data é um arquivo neutro usado por muitos simuladores. Este arquivo não pode ser executado pela máquina CNC. O arquivo para a máquina CNC deve ser pós-processado, isto é, convertido numa linguagem específica de cada controlador como por exemplo, código “G” para Centros de Usinagem com CNC Siemens Sinumerik 810D.


Considerações sobre Estratégias de Acabamento No exercício anterior o processo de usinagem foi simplificado para fins didáticos. Utilizaram-se duas operações: Um desbaste e um acabamento geral do tipo “raster”.

O processo de usinagem deveria ser dividido em pelo menos três tipos de operações:

desbaste, semi-acabamento e acabamento, às vezes até mesmo acabamento super-fino. As operações de fresamento de retoque (rest-milling) de cantos e raios estão, incluídas nas operações de semi-acabamento e acabamento. Cada uma dessas operações deveria ser realizada com tipos de ferramentas de corte específicas e otimizadas. A operação de semi-acabamento tem a função de uniformizar a camada de sobre-material para o acabamento posterior. A usinagem de desbaste e acabamento subseqüente pode ser empregada em alguns casos, principalmente se o desbaste for bastante eficaz na redução de material remanescente e a matéria prima for de fácil usinagem (Alumínio, plástico, resinas, etc.)

Veremos a seguir uma estratégia de acabamento baseada na altura das cristas (Cusp) do material remanescente. Outras estratégias serão abordadas em exercícios futuros. Acabamento com Constant Cusp

Conforme visto anteriormente, quando se trabalha com operações vários comandos são gerados automaticamente. Desejando-se trabalhar com ciclos devemos definir previamente a ferramenta e os comandos para controle de fluído de corte e eixo árvore. Criando ciclos de desbaste e acabamento para a cavidade abaixo: Abra o arquivo: C:\CAMdoc\Estudo\Cavidade_Constant cusp.ppf

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Crie uma fresa para o ciclo de desbaste:

Diameter: 14 Corner Radius: 3 Position: 1

Acesse o menu M-Functions e insira a ativação do eixo árvore (Spindle: CLW – Horário) e o fluído de corte (Cooland: Flood):

Milling Cutter: End Mill (T1) – Chamada de ferramenta Spindle: CLW – Rotação da fresa no sentido horário Coolant: Flood – Refrigeração de corte líquida (M08).

Acesse o menu Cycles e escolha Z Level Roughing.


Defina os parâmetros de desbaste. Se desejar, consulte o exercício anterior. Acabamento com altura de crista (Cusp) constante: Esta estratégia de acabamento gera trajetórias cujo incremento lateral é definido pelo software de tal forma que a altura das cristas sobre as superfícies usinadas fique constante. Agora crie a seqüência para troca de ferramenta segundo a lista: Acesse o menu Cycles e escolha o ciclo Constant Cusp Finishing:

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Cusp Height: 0.1 mm (Máxima altura de crista do material remanescente) Obs. 1: Cusp Height não pode ser menor do que Tolerance. Obs. 2: Os valores de Cusp e Tolerance são bem menores na prática. Por exemplo: Tolerance= 0,02 e Cusp Height= 0,03.

Fresa de topo de ponta esférica (Ball Nose)


Observe o tipo de trajetória gerada: Observe a forma das trajetórias na simulação:

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