Porque é que uma máquina-ferramenta CNC é superior a outra? A resposta reside frequentemente nas pinças utilizadas. Este artigo explora a seleção de pinças adequadas para melhorar a eficiência da máquina-ferramenta CNC. Os leitores descobrirão vários tipos de grampos, incluindo grampos combinados, alicates planos de precisão e grampos de fixação magnética, e ficarão a saber como a seleção e utilização adequadas podem reduzir drasticamente o tempo de inatividade e melhorar a produção.
Porque é que a mesma máquina-ferramenta apresenta diferenças significativas na eficiência da produção?
A razão é que as pinças utilizadas nas máquinas-ferramentas CNC não são frequentemente adequadas, o que leva a uma redução significativa da eficiência de produção destas ferramentas.
Neste artigo, discutiremos a seleção e utilização adequadas de pinças para máquinas-ferramentas CNC.
Como podemos melhorar a eficiência da Máquina CNC ferramentas?
A análise técnica revelou que a escolha das pinças desempenha um papel crucial neste domínio.
As estatísticas indicam que uma grande parte das abraçadeiras utilizadas no sector doméstico Máquinas-ferramentas CNC são seleccionados de forma inadequada, com uma estimativa de 50% de casos. No final de 2018, havia quase um milhão de máquinas-ferramentas CNC na China, o que significa que mais de 500 000 destas ferramentas sofreram "períodos de inatividade" devido a uma má seleção ou utilização de pinças.
Do ponto de vista económico, existe uma oportunidade significativa para melhorar a seleção e a utilização de grampos para máquinas-ferramentas CNC, o que poderá resultar em benefícios substanciais.
Ciclo de produção de pequenos lotes = tempo de produção (preparação/espera) + tempo de processamento da peça.
Na produção de pequenos lotes, o "tempo de processamento da peça" é relativamente curto, tornando a duração do "tempo de preparação/espera da produção" um fator crítico na determinação do ciclo global de processamento.
Para aumentar a eficiência da produção, é essencial encontrar formas de reduzir a duração do tempo de preparação/espera da produção.
A abraçadeira combinada, também conhecida como "abraçadeira de blocos de construção", é constituída por uma série de componentes normalizados com funções, especificações e tamanhos diferentes. Os clientes podem facilmente montar diferentes tipos de máquinas-ferramentas grampos conforme necessário, como se fossem blocos de construção.
A utilização de uma pinça combinada pode poupar tempo na conceção e no fabrico, reduzir significativamente o tempo de preparação da produção e, por conseguinte, encurtar eficazmente o ciclo de processamento na produção de pequenos lotes, conduzindo a uma maior eficiência.
Além disso, as abraçadeiras combinadas oferecem várias vantagens, incluindo elevada precisão de posicionamento, grandes fixação versatilidade, capacidade de ser utilizado repetidamente, poupança de energia e de material e baixo custo de utilização.
Por conseguinte, quando se processam pequenos lotes, especialmente quando a forma do produto é complexa, recomenda-se vivamente a utilização de pinças combinadas.
Os alicates planos de precisão combinados são um componente da pinça combinada.
Em comparação com outros componentes da abraçadeira combinada, têm mais versatilidade, níveis mais elevados de normalização, uma utilização mais fácil e uma fixação mais fiável, o que faz com que sejam amplamente utilizadas em todo o mundo.
Os alicates planos de precisão combinados têm a vantagem de uma instalação e remoção rápidas, bem como de uma fixação rápida, o que ajuda a reduzir o tempo de preparação da produção e melhora a eficiência da produção de pequenos lotes.
Atualmente, os alicates planos de precisão combinados mais utilizados têm um alcance de fixação de 1000 mm, com uma força de fixação de até 5000 kgf.
As bases de grampos lisas não são muito utilizadas na China, mas são normalmente utilizadas em países industrializados como a Europa e os Estados Unidos.
Estas bases de abraçadeiras são fabricadas com maquinação de acabamento fino e possuem uma peça de ligação de posicionamento acabada para componentes, bem como uma superfície de posicionamento acabada na abraçadeira. Isto permite a criação de pinças personalizadas com base em necessidades específicas.
É importante notar que os alicates planos de precisão combinados mencionados não são os tornos de bancada tradicionais. Os tornos de bancada tradicionais têm funções limitadas, baixa precisão de fabrico, vida útil curta e não podem ser utilizados em conjunto com outros tornos de bancada.
Não são adequados para utilização em máquinas-ferramentas CNC ou centros de maquinagem.
Os alicates planos de precisão combinados mencionados são um novo tipo de alicates planos originários de países industrializados como a Europa e os Estados Unidos, especificamente concebidos para utilização em máquinas-ferramentas CNC e centros de maquinagem.
Estes alicates oferecem uma grande versatilidade de fixação, uma elevada precisão de posicionamento e uma fixação rápida, podendo ser utilizados em grupos, o que os torna ideais para utilização em máquinas-ferramentas CNC e centros de maquinagem.
A pinça electromagnética de fixação magnética permanente é um novo tipo de pinça concebida utilizando materiais magnéticos permanentes avançados, como o neodímio ferro boro, e princípios modernos de circuitos magnéticos.
Numerosas práticas de maquinação demonstraram que este tipo de grampo pode melhorar significativamente a eficiência global de maquinação das máquinas-ferramentas CNC e dos centros de maquinação.
O seu processo de fixação e libertação demora apenas cerca de 1 segundo, reduzindo significativamente o tempo de fixação.
Os grampos tradicionais para máquinas-ferramenta têm componentes de posicionamento e fixação que ocupam muito espaço, enquanto os grampos electromagnéticos de fixação magnética permanente não têm estes componentes que consomem muito espaço. Isto permite uma maior amplitude de fixação em comparação com os grampos tradicionais, utilizando plenamente a mesa e o curso de maquinação da máquina-ferramenta CNC e melhorando a sua eficiência global de maquinação.
A força de sucção das pinças electromagnéticas de fixação magnética permanente situa-se normalmente entre 15 e 18Kgf/cm2Por isso, é crucial garantir que a força de sucção (força de aperto) é suficientemente forte para resistir à força de corte.
Em geral, a área de adsorção não deve ser inferior a 30 cm2ou seja, a força de aperto não deve ser inferior a 450Kgf.
O ciclo de processamento para a produção de grandes lotes é composto por tempo de espera de processamento, tempo de processamento da peça de trabalho e tempo de preparação da produção.
O "tempo de espera de processamento" inclui principalmente o tempo de fixação da peça e de troca de ferramentas.
O "tempo de fixação da peça de trabalho" das pinças manuais tradicionais das máquinas-ferramentas pode atingir 10-30% do ciclo total de processamento na produção de grandes lotes.
Como resultado, a fixação da peça de trabalho tornou-se um fator crucial que afecta a eficiência da produção e é uma área chave para a melhoria das pinças de máquinas-ferramenta.
Para o processamento em grande escala, recomenda-se a utilização de grampos com capacidades de posicionamento rápido e de fixação/libertação. Os três tipos de grampos de máquinas-ferramenta seguintes são altamente recomendados:
Os grampos hidráulicos/pneumáticos são grampos especiais que utilizam componentes hidráulicos ou pneumáticos como fonte de energia para posicionar, suportar e comprimir a peça de trabalho.
Estas pinças determinam com precisão e rapidez a posição entre a peça de trabalho, as máquinas-ferramentas e os ferramentas de corte. A pinça assegura a precisão da posição da peça de trabalho e, com a sua elevada precisão de maquinagem e o rápido processo de posicionamento e fixação, reduz significativamente o tempo gasto na fixação e libertação da peça de trabalho.
As pinças hidráulicas/pneumáticas também oferecem várias vantagens, incluindo uma estrutura compacta, fixação em várias estações, corte pesado de alta velocidade e controlo automático.
Estas vantagens tornam as pinças hidráulicas/pneumáticas adequadas para utilização em máquinas-ferramentas CNC, centros de maquinagem e linhas de produção flexíveis, sendo particularmente adequadas para o processamento em grande escala.
A pinça eléctrica de fixação magnética permanente tem várias vantagens, incluindo a fixação rápida, a fixação fácil em várias estações, o processamento de várias faces numa única fixação, a fixação fiável e estável, a eficiência energética e a proteção ambiental, bem como o controlo automático.
Em comparação com as pinças tradicionais para máquinas-ferramenta, as pinças eléctricas de fixação magnética permanente podem reduzir significativamente o tempo de fixação e aumentar a eficiência da fixação, reduzindo o número de ciclos de fixação.
Por conseguinte, estas pinças não são apenas adequadas para a produção de pequenos lotes, mas também para a produção de grandes lotes.
A base lisa da abraçadeira pode efetivamente encurtar o ciclo de fabrico de abraçadeiras especiais e reduzir o tempo de preparação da produção, resultando num ciclo de produção em massa mais curto e numa maior eficiência da produção.
Além disso, pode reduzir o custo de fabrico de abraçadeiras especiais.
Por conseguinte, a base de fixação lisa é particularmente adequada para a produção em massa com prazos apertados.
Utilização pinças corretamente e explorar o potencial do equipamento.
A experiência tem demonstrado que, para melhorar a eficiência de maquinação das máquinas-ferramentas CNC, não basta simplesmente "selecionar" os grampos certos. Temos também de fazer um esforço para "utilizar" os grampos de forma eficaz.
Três métodos eficazes para a utilização de pinças de máquinas-ferramenta CNC são:
Método de estações múltiplas
Princípio de base:
Para otimizar a eficiência da maquinação, a fixação multi-estação permite a fixação simultânea de várias peças de trabalho, reduzindo o tempo de fixação da unidade e maximizando o tempo de corte da ferramenta.
As pinças de multi-estação apresentam múltiplas posições de posicionamento e fixação numa única fixação. À medida que a tecnologia de maquinagem CNC avança e as exigências de eficiência da produção aumentam, as pinças de múltiplas estações estão a tornar-se cada vez mais predominantes. Este conceito de design está a ser amplamente adotado em pinças hidráulicas/pneumáticas, acessórios combinados, mandris magnéticos electro-permanentes e conjuntos de morsas de precisão.
Utilização do grupo
A disposição de pinças idênticas na mesma mesa de trabalho permite capacidades de fixação em várias estações.
Para um desempenho ótimo, os grampos devem ser padronizados em termos de design e fabricados com tolerâncias de alta precisão para cumprir os requisitos do processo de maquinação CNC.
A utilização de grampos em grupos maximiza o curso do eixo da máquina CNC, promovendo uma distribuição uniforme do desgaste pelos componentes da máquina. Esta abordagem oferece flexibilidade, permitindo a fixação independente de várias peças ou a fixação combinada de peças maiores.
Método local de troca rápida
O método de troca rápida local envolve a troca rápida de componentes específicos de uma pinça de máquina-ferramenta CNC, tais como elementos de localização, mecanismos de fixação, dispositivos de fixação de ferramentas e caraterísticas de guia. Esta abordagem permite mudanças funcionais rápidas ou a reconfiguração da pinça.
Por exemplo, as mandíbulas do torno de combinação de troca rápida permitem uma adaptação rápida da fixação de material quadrado para materiais de barra redonda, simplesmente trocando as placas das mandíbulas. Do mesmo modo, os modos de fixação podem ser rapidamente alterados de acionamento manual para acionamento hidráulico através da substituição dos elementos de fixação.
Este método reduz significativamente os tempos de configuração e ajuste, tornando-o particularmente vantajoso para cenários de produção de pequenos lotes onde a flexibilidade é crucial.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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