Mini-Projeto · Estratégias CAM para uma peça com zonas 2½D e 3D
Contexto
A Metalotécnica Vale do Sado, oficina de maquinação CNC, recebeu uma encomenda de um cliente do setor de moldes: uma peça mecânica que combina zonas planas (uma base com furos e uma bolsa retangular) com uma cavidade de curvatura contínua que exige acabamento fino. O desenho técnico chega em formato STEP, com cotas toleradas e uma nota de rugosidade Ra 1,6 na cavidade.
Foste destacado/a como programador/a CAM para preparar o programa completo: da importação da geometria à ficha de fabrico e ficha de ferramentas que acompanham a peça até à fresadora.
Trabalhas individualmente ou a pares, num sistema CAM (Mastercam, Fusion 360, SolidCAM ou equivalente), e entregas o projeto CAM completo mais um pequeno dossiê de decisões.
Requisitos
Funcionais
- Geometria importada em STEP, verificada (escala, unidades, orientação) antes de qualquer operação.
- Planos de maquinação e pontos de referência ajustados às diferentes faces da peça (topo e, se aplicável, lateral).
- Pelo menos duas estratégias 2½D (ex.: face + bolsa ou contorno) para as zonas planas, com desbaste e acabamento.
- Pelo menos duas estratégias 3D (desbaste + acabamento, ou pré-acabamento + acabamento) para a cavidade de curvatura contínua.
- Parametrização de cada operação com Vc, N, fz e Vf calculados e justificados (não valores por omissão do sistema).
- Simulação gráfica completa, com máquina virtual, dispositivo de aperto e suportes representados, sem colisões.
- Ficha de fabrico e ficha de ferramentas preenchidas e coerentes com as operações criadas.
- Pós-processamento para um controlador concreto (Fanuc, Siemens ou Heidenhain, à escolha do grupo).
Não-funcionais
- Organização do ambiente gráfico: níveis, grupos de operações e nomes descritivos.
- Sobra de acabamento (stock) definida e coerente entre desbaste e acabamento.
- Stepover justificado na zona 3D, com o cálculo da altura de crista aproximada.
- Dossiê com as decisões tomadas e os cálculos de tecnologia do corte.
Fases
Fase 1 · Análise do desenho e importação (2h) Ler o desenho técnico (cortes, cotas toleradas, rugosidade); importar a geometria STEP; verificar escala e unidades.
Fase 2 · Preparação da geometria e ambiente gráfico (2h) Ajustar o modelo (reparar, simplificar, geometria auxiliar); organizar níveis e grupos de operações; definir planos de maquinação e pontos de referência.
Fase 3 · Ferramentas e tecnologia do corte (2h) Selecionar ferramentas por zona (topo plano, esférico); calcular Vc, N, fz e Vf para cada uma; configurar dispositivo de aperto e suportes.
Fase 4 · Estratégias 2½D (3h) Criar as operações de desbaste e acabamento das zonas planas (face, bolsa, contorno); parametrizar sentido de corte e sobra.
Fase 5 · Estratégias 3D (4h) Criar desbaste, pré-acabamento e acabamento da cavidade; escolher e justificar o stepover; calcular a altura de crista.
Fase 6 · Simulação e validação (3h) Configurar a máquina virtual completa; simular e corrigir colisões; validar sequência operatória e percurso final.
Fase 7 · Fichas, pós-processamento e apresentação (4h) Preencher a ficha de fabrico e a ficha de ferramentas; pós-processar para o controlador escolhido; apresentar o projeto e as decisões à turma.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Análise do desenho, importação e geometria preparada | 15% |
| Ambiente gráfico organizado, planos e pontos de referência | 10% |
| Tecnologia do corte (cálculos) e ferramentas configuradas | 15% |
| Estratégias 2½D e 3D corretas e parametrizadas | 25% |
| Simulação sem colisões e validação da sequência | 15% |
| Ficha de fabrico, ficha de ferramentas e pós-processamento | 10% |
| Dossiê e apresentação | 10% |
Erros comuns
- Não verificar a escala depois de importar o STEP, e só notar o erro na simulação.
- Usar a mesma ferramenta e o mesmo stepover nas zonas planas e na cavidade curva.
- Simular sem o suporte de ferramenta representado, escondendo uma colisão real.
- Esquecer de recalcular Vc/N/fz/Vf ao trocar de ferramenta entre estratégias.
- Entregar o programa sem a ficha de ferramentas atualizada face às ferramentas realmente usadas.
- Usar o pós-processador errado para o controlador de destino.
Bónus (opcional)
- Reduzir o tempo de ciclo otimizando entradas, saídas e posicionamentos, com comparação de tempos antes/depois.
- Testar duas estratégias de acabamento diferentes na cavidade (radial vs linhas de nível) e comparar a altura de crista resultante.
- Gerar a ficha de ferramentas automaticamente e documentar o que foi preciso completar manualmente.
Reflexão
No dossiê final, responde: porque é que a cavidade 3D exigiu um stepover diferente das zonas planas em 2½D? E que duas verificações fizeste na simulação que, se ignoradas, teriam produzido uma colisão na máquina real?