Controlo Numérico Computorizado - Conceitos Fundamentais - 4ª edição - Ebook

Prefácio

CAPÍTULO 1 – Tecnologia dos equipamentos
1.1 A evolução dos métodos de fabrico
1.1.1 O aparecimento do controlo numérico
1.1.2 O que é o controlo numérico
1.1.3 O que é a programação
1.1.4 Os métodos de programação
1.1.5 As vantagens do CNC
1.1.6 Âmbito de aplicação
1.1.7 Tipos de máquinas CNC
1.1.8 As ferramentas utilizadas
1.2 O comando CNC
1.2.1 Tipos de comandos e controlo dos deslocamentos
1.2.2 Componentes de um comando CNC
1.2.3 Áreas de trabalho e modos de operação
1.3 Tecnologia das máquinas-ferramenta
1.3.1 Sistema de controlo de posicionamento
1.4 Sistemas de eixos e movimentos
1.4.1 Sistemas de coordenadas de dois eixos
1.4.2 Sistemas de coordenadas de três eixos
1.4.3 Sistemas de coordenadas de algumas máquinas CNC
1.4.4 Nomenclatura dos eixos e movimentos
1.5 Referenciais e calibração
1.5.1 Ponto-zero da máquina
1.5.2 Ponto de referência da máquina
1.5.3 Ponto-zero da peça
1.5.3.1 Determinação do ponto-zero da peça
1.5.4 Ponto-referência da ferramenta
1.5.5 Métodos de determinação das medidas das ferramentas
1.5.6 Método de calibração com ferramenta de referência
1.5.7 Utilização do calibrador

CAPÍTULO 2 – Organização CNC
2.1 Formas de elaboração de programas
2.2 Linguagens de programação
2.2.1 Linguagens normalizadas
2.2.2 Linguagens conversacionais
2.3 Sistemas de armazenamento de dados
2.3.1 Introdução temporária e permanente
2.3.2 Suportes de armazenamento de dados
2.4 Especificações do fabricante
2.5 Dossier de programação
2.5.1 Ficha de pré-programação
2.5.2 Folha de programação
2.5.3 Folha de preparação ou ajustagem
2.5.4 Ficha de ferramentas e ficha de dispositivos de fixação
2.6 Preparação do posto de trabalho em CNC
2.6.1 Análise preliminar
2.6.2 Elaboração do plano de trabalho
2.6.3 Seleção dos meios de maquinagem
2.7 Estabelecimento do processo e das gamas de maquinagem
2.7.1 Gamas de maquinagem
2.7.2 Fichas de instrução
2.8 Dossier de fabricação para a maquinagem de peças mecânicas
2.9 Determinação do método de fabricação

CAPÍTULO 3 – Maquinagem em torno CNC
3.1 Definições e movimentos característicos
3.2 Operações realizáveis
3.2.1 As etapas das operações
3.3 As ferramentas
3.4 Ângulos característicos e geometria de corte
3.5 Os materiais das ferramentas
3.5.1 Classificação ISO para os materiais das ferramentas
3.6 A escolha da ferramenta
3.6.1 Seleção da ferramenta de corte
3.6.2 Critérios de seleção da ferramenta de corte
3.6.3 Manutenção e manipulação das ferramentas de corte
3.6.4 Chave de códigos para pastilhas (norma ISO)
3.6.5 Sistemas de fixação mecânica dos porta-plaquetes
3.6.6 Chave de códigos para suportes porta-plaquetes de fixação mecânica (norma ISO)
3.7 Formação de apara em torneamento
3.8 Os parâmetros de corte
3.8.1 Seleção dos parâmetros de corte
3.9 Os problemas do torneamento

CAPÍTULO 4 – Maquinagem em centro de maquinagem CNC
4.1 Definições e características de um centro de maquinagem
4.1.1 Tipos e classificações
4.1.2 Sistemas de montagem e fixação de peças
4.1.3 Sistemas de troca automática de ferramentas
4.2 Conceitos sobre ferramentas e porta-ferramentas
4.3 Tipos de brocas
4.4 Fresas e suas características
4.4.1 Fresas porta-plaquetes ou de pastilha recambiável
4.4.2 Fresas inteiriças de navalhas
4.5 Ângulos característicos e geometria de corte
4.5.1 Ângulos característicos
4.5.2 Geometria de corte
4.5.3 Classificação das fresas pela sua geometria de corte
4.6 Operações realizáveis
4.6.1 A furação
4.6.2 A mandrilagem
4.6.3 A roscagem
4.7 As operações de fresamento
4.7.1 Operações de 2 eixos
4.7.2 Operações de 2 ½ eixos
4.7.3 Operações de 3 e mais eixos simultâneos
4.7.4 As fases do fresamento
4.7.5 Os processos de fresamento
4.7.6 Os movimentos de fresamento
4.8 Formação de apara em fresamento
4.9 Os parâmetros de corte
4.9.1 Seleção dos parâmetros de corte
4.10 Os problemas do fresamento

CAPÍTULO 5 – Programação manual
5.1 Deslocamentos e posicionamentos
5.1.1 Interpolação linear
5.1.2 Interpolação circular
5.1.3 Divisão em elementos de contorno
5.2 Programação CN
5.2.1 Tipos de informações do programa
5.2.2 Recolha da informação
5.2.3 Parâmetros da peça a fabricar
5.2.4 Parâmetros de corte
5.3 Os componentes de um programa CN
5.3.1 Os passos da operação
5.3.2 Os termos da programação CN
5.3.3 Funções de programação
5.4 Funções preparatórias
5.4.1 Outras funções preparatórias
5.5 Funções auxiliares ou mistas
5.6 Tabelas e corretores 
5.6.1 Conceito de corretores
5.6.2 As tabelas 
5.6.3 Tabelas de corretores
5.6.4 Tabelas de ferramentas
5.6.5 Tabelas de materiais
5.7 Elaboração de programas CN
5.7.1 Estrutura de um programa CN
5.8 Exemplos de programação
5.9 Tabela resumo das funções preparatórias

CAPÍTULO 6 – Programação torno
6.1 Funções elementares
6.1.1 Definição do ponto-zero da peça
6.1.2 Funções preparatórias
6.1.3 Compensação do raio da ferramenta
6.1.4 Programação dos parâmetros tecnológicos
6.1.5 Estrutura do programa
6.2 Ciclos de furação.
6.3 Ciclos fixos de torneamento
6.3.1 Ciclo de facejamento
6.3.2 Ciclo de desbaste por torneamento cilíndrico
6.3.3 Ciclo de desbaste por torneamento cilíndrico com rebaixo e acabamento
6.3.4 Ciclo de acabamento
6.3.5 Ciclo de desbaste em facejamento
6.3.6 Ciclo de cópia
6.3.7 Ciclo de acanalar ou ranhurar
6.3.8 Ciclo de roscagem
6.4 Corretores (offsets) 
6.4.1 Corretor de compensação do raio da ferramenta
6.4.2 Corretores programáveis ou assinaláveis
6.5 Exemplos completos de programação CN

CAPÍTULO 7 – Programação de centro de maquinagem
7.1 Funções elementares
7.1.1 Sistemas de eixos
7.1.2 Definição do ponto-zero peça
7.2 Recursos da programação CN
7.2.1 Movimentos e posicionamentos
7.2.2 Programação de chanfros e raios tangentes
7.2.3 Programação em coordenadas polares
7.2.4 Sistemas de trabalho e corretores de posição
7.2.5 Compensação do raio da ferramenta
7.2.6 Corretores programáveis ou assinaláveis
7.2.7 Exemplo de programação com compensação do raio
7.2.8 Programação dos parâmetros tecnológicos
7.3 Ciclos fixos de furos (canned cycles)
7.4 Ciclos fixos de fresamento
7.5 As operações auxiliares
7.5.1 Exemplos de programação
7.6 Exemplos completos de programação

CAPÍTULO 8 – Programação de sub-rotinas
8.1 Conceitos sobre sub-rotinas
8.1.1 Introdução às sub-rotinas
8.1.2 Conceito de sub-rotina
8.1.3 Vantagens / desvantagens
8.1.4 Estrutura de uma sub-rotina
8.1.5 Níveis de chamada
8.2 Exemplos de programação
8.3 Sub-rotinas paramétricas
8.3.1 Conceito de parâmetro
8.3.2 Conceito de sub-rotina paramétrica
8.3.3 Conceito de macro
8.3.4 Chamada da sub-rotina paramétrica
8.3.5 Definição de variáveis
8.3.6 Tipos de variáveis
8.3.7 Atribuição das variáveis
8.3.8 Princípio de funcionamento de um contador
8.4 Desenho lógico do programa
8.4.1 Exemplificação de um caso estudado
8.5 Exemplos de programação de sub-rotinas paramétricas
8.5.1 Sistema Fanuc (macros A)
8.5.2 Sistema Heidenhain

CAPÍTULO 9 – Introdução à fresagem de alta velocidade
9.1 Breves conceitos
9.1.1 Maquinagem multi-eixos (5 eixos)
9.2 Regras básicas da maquinagem em MAV
9.3 Fatores que afetam a precisão na maquinagem de alta velocidade
9.3.1 Construção da máquina
9.3.2 Caraterísticas das ferramentas
9.3.3 Erro de posicionamento
9.3.4 Velocidade de processamento do controlador
9.4 Os fundamentos do «erro de arrasto»

CAPÍTULO 10 – A programação CAD/CAM
10.1 O processo CAD/CAM/CNC
10.2 Fases do processo
10.3 O processo de programação automática CAM
10.3.1 Importar modelo da peça CAD 3D para o CAM
10.3.1.1 Formato STL (Standard Triangulated Language)
10.3.1.2 Formato IGES (Initial Graphics Exchange Specification)
10.3.1.3 Formato STEP (Standard for Transfer and Exchange of Product data model)
10.3.2 Definição do sistema de eixos e sua orientação
10.3.3 Definição do bloco inicial
10.3.4 Definição das operações
10.3.5 Seleção de ferramentas e sua geometria
10.3.6 Geração das trajetórias
10.3.6.1 Movimentos de corte e estratégias de maquinagem mais adequadas
10.3.6.2 Estratégias de desbaste
10.3.6.3 Estratégias de pré-acabamento
10.3.6.4 Estratégias de acabamento
10.3.6.5 Modos de entrada da ferramenta
10.3.6.6 Modos de ligação entre os percursos
10.3.6.7 Seleção dos parâmetros de corte
10.3.6.7.1 Profundidade de corte (stepdown)
10.3.6.7.2 Largura de corte (stepover)
10.3.6.7.3 Velocidade de corte e velocidade de avanço
10.3.7 Simulação virtual da maquinagem e análise de colisões
10.3.8 Geração do programa CN
10.3.9 Pós-processamento
10.3.10 Envio do programa para a máquina CNC
10.3.11 Execução da peça ou modelo
10.4 A programação CADCAM na MAV

CAPÍTULO 11 – Controlo de processo em máquinas CNC
11.1 Conceitos e fundamentos
11.2 Sistemas automáticos de calibração de ferramentas
11.3 Sistemas de centragem e posicionamento de peças
11.4 Sistemas de controlo dimensional e geométrico durante o processo
11.4.1 Fundamentos da metrologia 3D
11.4.2 Tolerância geométrica
11.4.3 Toleranciamento GD&T
11.4.3.1 Elementos isolados
11.4.3.2 Elementos relacionados
11.5 Sistemas de aquisição de coordenadas
11.5.1 Sistemas de contato
11.5.2 Sistemas óticos
11.5.3 A estratégia de medição
11.5.4 Técnicas efetivas de medição

CAPÍTULO 12 – Tecnologia de eletroerosão
12.1 Introdução
12.2 Princípio de funcionamento da eletroerosão por penetração
12.2.1 As fases da operação
12.2.2 Fatores de rendimento da operação
12.2.3 Fatores: intensidade de impulso, tempo de impulso, tempo de pausa e efeito de polaridade
12.2.4 Regulação dos fatores e os processos de trabalho
12.3 Os elétrodos
12.3.1 Elétrodos dinâmicos e eletroerosão orbital
12.3.2 Elétrodos múltiplos
12.4 Os dielétricos e os processos de limpeza
12.5 Outros tipos de eletroerosão
12.5.1 Eletroerosão com elétrodos rotativos
12.5.2 Eletroerosão por fio
12.6 Vocabulário empregue em eletroerosão

Carlos Relvas
Doutorado em Engenharia Mecânica pela Universidade de Aveiro, onde exerce como Professor Auxiliar no Departamento de Engenharia Mecânica. É responsável pelo Laboratório de Desenvolvimento de Produto desde 2008 e foi o primeiro diretor do curso de Mestrado em Engenharia e Design de Produto da Universidade de Aveiro, criado em 2011. Iniciou a sua atividade profissional em 1982, tendo passado por algumas empresas onde tomou contacto com o controlo numérico. Em 1987 ingressou no CINFU onde instalou uma secção totalmente equipada com máquinas CNC e no ano seguinte deu início à formação na área de controlo numérico. Em 1996 ingressou no Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro.
Tem desenvolvido atividade científica e pedagógica na área de conceção e modelação 3D, materiais e processos de fabrico, engenharia e desenvolvimento de produto e fabrico aditivo. É autor e coautor de 4 livros técnicos, tem mais de 40 artigos publicados em revistas internacionais e mais de 100 outras publicações e comunicações em congressos.