Mini-Projecto · Programa de fabrico para uma flange fresada em centro de maquinação CNC
Contexto
A "Metalotécnica do Ave", oficina de subcontratação metalomecânica, recebeu uma encomenda de 50 unidades de uma flange fresada em aço macio, com um contorno exterior, quatro furos de fixação e um furo roscado central. Foste destacado/a como programador/a CNC para analisar o desenho, preparar o trabalho e elaborar o programa de fabrico completo, em código ISO, validado por simulação gráfica antes da maquinação do primeiro protótipo.
Trabalhas individualmente ou a pares, num centro de maquinação CNC de 3 eixos (real ou simulado), e entregas o programa a funcionar mais um dossiê (ficha de fabrico, ficha de ferramentas e registo de validação).
Requisitos
Funcionais
- Leitura do desenho: identificação de cotas, tolerâncias e simbologia da peça (fornecida pelo formador ou definida em conjunto com a turma).
- Preparação de trabalho: sequência de operações (facear, contornar, furar, roscar) com dispositivo de fixação definido.
- Ficha de fabrico completa, com operações, ferramentas e parâmetros de corte por operação.
- Ficha de ferramentas completa, com corretores de comprimento (H) e de raio (D) de cada ferramenta.
- Programa CNC em código ISO, com: definição do zero-peça, coordenadas absolutas e/ou incrementais, funções G/M, interpolação linear e circular, compensação de raio no contorno, e pelo menos um ciclo fixo (furação e/ou roscagem).
- Simulação gráfica do programa, sem colisões nem alarmes.
Não-funcionais
- Programa comentado, com numeração de blocos consistente.
- Parâmetros de corte justificados a partir de catálogo de ferramentas (Vc, n, fz, Vf).
- Cumprimento das normas de segurança e saúde no trabalho (EPI, procedimentos).
- Documentação organizada, legível por outro operador que não conheça o projeto.
Fases
Fase 1 · Leitura do desenho e requisitos (2h) Analisar o desenho técnico da flange: cotas, tolerâncias dimensionais e geométricas, simbologia de rugosidade e anotações gerais. Registar os requisitos técnicos e funcionais da peça.
Fase 2 · Preparação de trabalho (3h) Definir a sequência de operações (facear, contornar, furar 4 furos, roscar o furo central), escolher o dispositivo de fixação, as ferramentas e calcular os parâmetros de corte (Vc, n, fz, Vf) de cada operação. Preencher a ficha de fabrico e a ficha de ferramentas.
Fase 3 · Definição de coordenadas e zero-peça (2h) Escolher e justificar a localização do zero-peça em função da geometria da flange. Definir o corretor de origem a usar (G54).
Fase 4 · Desenvolvimento do código (7h) Escrever o programa completo em código ISO: cabeçalho, funções de preparação, interpolação linear e circular do contorno com compensação de raio, ciclo fixo de furação dos 4 furos, ciclo de roscagem do furo central, e fecho do programa.
Fase 5 · Simulação gráfica e correção (3h) Simular o programa, identificar e corrigir colisões, alarmes ou percursos incorretos. Comparar o material simulado com a geometria do desenho.
Fase 6 · Maquinação de protótipo e otimização (2h) Maquinar (ou descrever, se não houver máquina disponível) um protótipo, comparar cotas e acabamento com o previsto na simulação, ajustar e otimizar o percurso da ferramenta, e atualizar a ficha de fabrico com os parâmetros finais.
Fase 7 · Apresentação (1h) Apresentar o programa, a ficha de fabrico, a ficha de ferramentas e o registo da simulação/validação à turma, explicando as decisões tomadas.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Leitura correta do desenho e requisitos | 15% |
| Preparação de trabalho, ficha de fabrico e de ferramentas | 20% |
| Definição correta do zero-peça e coordenadas | 10% |
| Código do programa (sintaxe, trajetórias, compensação, ciclos) | 30% |
| Simulação sem colisões e validação por protótipo | 15% |
| Documentação e apresentação | 10% |
Erros comuns
- Definir o zero-peça sem o relacionar com a geometria de referência do desenho.
- Esquecer o G80 depois dos ciclos fixos, ou usar o corretor de raio errado no contorno.
- Ativar/cancelar a compensação de raio já dentro do contorno da peça.
- Calcular o avanço de roscagem "a olho" em vez de a partir do passo e da rotação.
- Passar à maquinação sem correr a simulação gráfica primeiro.
- Não atualizar a ficha de fabrico depois de otimizar o percurso.
Bónus (opcional)
- Reescrever o programa das operações de furação com programação paramétrica, usando variáveis para o número e posição dos furos.
- Isolar o padrão de furação num sub-programa chamado com M98/M99.
- Comparar o tempo de ciclo do programa original com uma versão otimizada (entradas/saídas em arco, percurso contínuo).
Reflexão
No dossiê final, responde: porque é que a simulação gráfica, mesmo sem alarmes, não dispensa a maquinação de um protótipo? E que duas decisões tomaste na preparação de trabalho que mais influenciaram a qualidade final da peça?