Mini-Projecto · Estratégias de maquinação 2D em CAM para uma peça real
Contexto
A oficina "MetalNorte, Lda.", subcontratada de peças metalomecânicas, recebeu o desenho de uma placa de fixação em alumínio, com uma caixa retangular, quatro furos passantes (um deles roscado) e chanfros de acabamento. Foste destacado/a para preparar, em sistema CAM, todas as estratégias de maquinação a 2D necessárias para produzir esta peça numa fresadora CNC de 3 eixos.
Trabalhas individualmente ou a pares. O resultado final é um projeto CAM completo: geometria preparada, estratégias criadas e parametrizadas, simulação validada, programa pós-processado e documentação de apoio (ficha de fabrico e ficha de ferramentas), pronto para o ensaio de maquinação.
Requisitos
Funcionais
- Geometria importada e ajustada: modelo (STEP ou equivalente) verificado nas unidades, sem lacunas, com o zero peça e o sistema de eixos definidos e justificados.
- Organização do projeto: entidades geométricas e estratégias organizadas em níveis e grupos de operações, com nomes claros.
- Estratégias de desbaste para a caixa retangular (com sobre-espessura definida).
- Estratégias de acabamento para a caixa e para os chanfros, com parametrização adequada à rugosidade pedida.
- Estratégias de furação e roscagem: pré-furação e mandrilamento (ou macho, conforme o furo) para os quatro furos, incluindo o furo roscado.
- Otimização do percurso: entradas/saídas suaves, sem mergulhos verticais diretos, posicionamentos minimizados.
- Simulação gráfica configurada com máquina virtual, dispositivo de aperto, ferramentas e material em bruto (stock).
- Programa pós-processado para uma fresadora e comando à escolha do grupo, devidamente identificados.
Não-funcionais
- Ficha de fabrico e ficha de ferramentas completas, entregues em documento próprio.
- Uso de equipamentos de proteção individual documentado, caso haja ensaio físico.
- Projeto CAM organizado, com convenção de nomes coerente do início ao fim.
- Registo escrito das decisões tomadas (parâmetros de corte, sequência, ajustes feitos após a simulação).
Fases
Fase 1 · Análise do desenho técnico (2h) Ler o desenho da placa de fixação: cotas, tolerâncias (incluindo a classe do furo roscado), rugosidades e anotações. Identificar cotas funcionais vs de referência.
Fase 2 · Importar e ajustar a geometria (2h) Importar o modelo, verificar unidades e integridade da geometria, reparar o que for necessário e confirmar as dimensões contra o desenho.
Fase 3 · Organização, eixos e planos (2h) Definir níveis e grupos de operações, escolher e justificar o zero peça, o sistema de eixos e o plano de segurança em função do dispositivo de fixação previsto.
Fase 4 · Dispositivos, ferramentas e bibliotecas (2h) Modelar o dispositivo de aperto; selecionar e configurar as ferramentas necessárias (fresas de topo, fresa de chanfrar a 45°, broca, macho ou fresa de roscar, cabeçote de mandrilar), com parâmetros de catálogo introduzidos na biblioteca.
Fase 5 · Estratégias de desbaste e acabamento (4h) Criar e parametrizar o desbaste da caixa, o acabamento da caixa e dos chanfros, com sobre-espessuras e parâmetros de corte justificados.
Fase 6 · Furação, roscagem e otimização (3h) Criar as estratégias para os quatro furos (pré-furação, mandrilamento e/ou roscagem), sequenciar todas as operações e otimizar entradas, saídas e posicionamentos.
Fase 7 · Simulação, validação e pós-processamento (4h) Configurar a simulação completa, validar sequências e percurso, corrigir o que for detetado, gerar o programa pós-processado e preparar a ficha de fabrico e a ficha de ferramentas.
Fase 8 · Apresentação (1h) Apresentar o projeto à turma: decisões de geometria, estratégias escolhidas e resultado da validação.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Análise do desenho e geometria preparada corretamente | 15% |
| Organização do projeto (níveis, grupos, eixos e planos) | 15% |
| Estratégias de desbaste e acabamento parametrizadas | 20% |
| Estratégias de furação, roscagem e otimização do percurso | 20% |
| Simulação gráfica e validação das sequências | 20% |
| Documentação (ficha de fabrico, ficha de ferramentas) e apresentação | 10% |
Erros comuns
- Avançar para as estratégias sem confirmar as tolerâncias de cada furo no desenho.
- Não verificar as unidades logo após importar a geometria.
- Simular sem modelar o dispositivo de aperto, perdendo colisões reais.
- Usar os mesmos parâmetros de corte no desbaste e no acabamento.
- Programar um mergulho vertical direto numa caixa fechada.
- Dar o programa como pronto sem verificar material remanescente nos cantos interiores.
- Entregar a ficha de ferramentas desatualizada em relação à biblioteca final do CAM.
Bónus (opcional)
- Aplicar uma estratégia adaptativa ou trocoidal no desbaste da caixa e comparar o tempo de ciclo com o desbaste convencional.
- Criar uma biblioteca de operações reutilizável para peças semelhantes.
- Gerar o programa com dois pós-processadores diferentes e comparar o código produzido.
- Propor um ensaio de maquinação em material barato antes da produção real, com registo de ajustes feitos.
Reflexão
No documento final, responde: em que ponto do projeto a simulação te obrigou a corrigir uma decisão anterior, e o que aconteceria se essa correção só fosse detetada no ensaio real de maquinação? Explica também por que ordem decidiste sequenciar as estratégias de desbaste, acabamento e furação, e o que mudaria se a peça tivesse paredes muito finas.