Mini-Projecto · Programa de fabrico para um veio escalonado em torno CNC
Contexto
A Metalotorno, Lda., oficina de maquinação de precisão, recebeu uma encomenda de 50 unidades de um veio escalonado em aço C45, para um cliente do setor da automação industrial. A peça tem dois diâmetros diferentes, um chanfro, uma rosca numa extremidade e um rasgo. O responsável de produção pediu-te, como técnico de programação, para analisares o desenho, preparares o trabalho e desenvolveres o programa CNC completo, validado por simulação e por um protótipo, antes de libertar a série de 50 peças para produção.
Trabalhas individualmente ou a pares, com acesso a um desenho técnico da peça (fornecido pelo formador ou definido pela turma dentro dos parâmetros abaixo), um torno CNC (real ou simulado) e software de edição e simulação de programas CNC.
Requisitos
Funcionais
- Análise do desenho técnico: identificação de todas as cotas, tolerâncias, acabamentos e a nota de material.
- Ficha de fabrico preenchida: peça, material, matéria-prima, sequência de operações e parâmetros de corte.
- Ficha de ferramentas preenchida: cada ferramenta com número (T), tipo, raio de bico e offset.
- Programa CNC completo, em código ISO, cobrindo no mínimo: faceamento, torneamento cilíndrico exterior (dois diâmetros), um chanfro, um rasgo, uma rosca e o corte final da peça.
- Uso de pelo menos um ciclo fixo de desbaste (G71 ou G72) e um ciclo de roscagem (G76).
- Compensação de ferramenta (G41/G42) ativa nas operações onde o raio de bico afeta o resultado.
- Simulação gráfica do programa, sem colisões nem erros de sintaxe.
Não-funcionais
- Programa comentado, com blocos numerados por convenção.
- Parâmetros de corte justificados a partir de um catálogo de ferramentas (real ou fornecido).
- Zero-peça escolhido e justificado em função do cenário de fixação.
- Documentação (fichas) legível e atualizada com o resultado final, incluindo eventuais correções feitas durante a validação.
Fases
Fase 1 · Análise do desenho e requisitos (1,5h) Ler o desenho técnico da peça: cotas, tolerâncias, acabamentos, material. Identificar operações necessárias e o cenário de fixação mais adequado.
Fase 2 · Preparação do trabalho (2h) Escolher dispositivo de fixação, ferramentas e calcular os parâmetros de corte (Vc, n, f, ap) a partir do catálogo. Preencher a ficha de fabrico e a ficha de ferramentas (primeira versão).
Fase 3 · Definição de coordenadas (1h) Escolher e justificar a localização do zero-peça. Definir os pontos-chave do percurso em coordenadas absolutas.
Fase 4 · Desenvolvimento do programa (4h) Escrever o programa CNC completo: faceamento, desbaste (G71/G72), acabamento (G70), chanfro, rasgo, roscagem (G76), compensação de ferramenta e corte final.
Fase 5 · Simulação gráfica e correção (2h) Simular o programa, identificar e corrigir colisões, erros de sintaxe ou de sequência. Registar as correções.
Fase 6 · Maquinação de protótipo e validação (1h) Maquinar (ou, em ambiente simulado, validar formalmente) um protótipo. Verificar cotas e acabamento contra o desenho. Atualizar a ficha de fabrico e a ficha de ferramentas com o resultado final.
Fase 7 · Apresentação (0,5h) Apresentar o programa, as decisões tomadas (zero-peça, ciclos escolhidos, parâmetros) e o protótipo validado à turma.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Análise do desenho e requisitos técnicos | 15% |
| Preparação do trabalho (fichas, parâmetros, dispositivos) | 15% |
| Programa CNC (correção, ciclos, compensação, estrutura) | 35% |
| Simulação gráfica e correção de erros | 15% |
| Validação do protótipo e atualização da documentação | 10% |
| Apresentação e justificação das decisões | 10% |
Erros comuns
- Escolher o zero-peça sem pensar no cenário de fixação, obrigando a recalcular cotas a meio da programação.
- Programar o contorno exato sem ativar a compensação de raio (G41/G42), deixando o chanfro fora de cota.
- Deixar sobremetal insuficiente entre o desbaste (G71) e o acabamento (G70).
- Escrever a rosca bloco a bloco em vez de usar o ciclo G76.
- Saltar a simulação gráfica "porque o programa parece simples" e só detetar o erro na máquina real.
- Entregar o programa sem atualizar a ficha de fabrico e a ficha de ferramentas com o resultado final validado.
Bónus (opcional)
- Adicionar uma operação de fresagem com eixo C (por exemplo, um furo radial ou uma face plana).
- Reescrever parte do programa com programação paramétrica, para que o mesmo código sirva para uma família de veios com diâmetros diferentes.
- Otimizar o percurso da ferramenta reduzindo deslocamentos em vazio, e comparar o tempo de ciclo antes e depois.
- Documentar o processo com fotografias ou capturas da simulação gráfica, para incluir no dossiê de fabrico.
Reflexão
No dossiê final, responde: porque é que a simulação gráfica não substitui a maquinação de um protótipo, nem o protótipo substitui a simulação? E identifica duas decisões que tomaste neste projeto (zero-peça, ciclo escolhido, parâmetro de corte) que terias de rever se a peça fosse produzida noutro material, como alumínio.