Avanço por dente (fz):
Profundidade de corte:
Regra prática para acabamento vs desbaste:
| Operação | ap | ae | fz |
|---|---|---|---|
| Desbaste | 1,5–3× D | 50–75% D | 0,10–0,25 mm |
| Acabamento | 0,2–0,5 mm | 5–15% D | 0,02–0,08 mm |
ALUMÍNIO ──────────
Carboneto não revestido (K10/K20)
Rake angle positivo (+15°)
Vc = 300–600 m/min
AÇO MACIO ─────────
Carboneto TiAlN (P25/P35)
Vc = 80–200 m/min
AÇO INOX ──────────
Carboneto TiAlN/AlCrN (M20/M35)
Vc = 50–100 m/min
Refrigeração obrigatória
TITÂNIO ────────────
Carboneto submicron TiAlN
Vc = 40–60 m/min
Alta pressão de refrigeração
Ângulos principais de uma fresa de topo:
Ângulo de hélice (helix angle)
╲
╲ ← Rake face (face de saída)
╲
──────────╲──── Cutting edge
╲
╲ ← Flank face (flanco)
╲
╲ Clearance angle (ângulo de folga)
| Material | Dureza (HRC/HV) | Tenacidade | T máx. [°C] | Aplicação |
|---|---|---|---|---|
| HSS (M2) | 62–65 HRC | Alta | 600 | Baixas velocidades, perfis |
| HSS-Co (M35) | 65–67 HRC | Média-alta | 650 | Inox, materiais difíceis |
| Carboneto WC-Co | 1400–1800 HV | Média | 900 | Produção, altas Vc |
| Cermet TiN | ~1800 HV | Baixa | 1000 | Acabamento aço |
| CBN | ~4000 HV | Muito baixa | 1200 | Têmpera dura (>55HRC) |
| Diamante PCD | ~8000 HV | Muito baixa | 700 | Alumínio, compósitos |
Tipos de desgaste:
Fórmula de Taylor:
Onde T é a vida útil em minutos, n e C são constantes do par ferramenta-material.
Sinais de troca imediata:
| Código | Função | Exemplo |
|---|---|---|
| G00 | Posicionamento rápido | G00 X50. Y30. |
| G01 | Interpolação linear (corte) | G01 X80. F150 |
| G02 | Interpolação circular CW | G02 X60. Y20. R10. |
| G03 | Interpolação circular CCW | G03 X40. Y40. I0. J10. |
| G17 | Plano XY (default) | G17 |
| G21 | Unidades em mm | G21 |
| G40 | Cancelar compensação de raio | G40 |
| G41 | Compensação de raio à esquerda | G41 D01 |
| G42 | Compensação de raio à direita | G42 D01 |
| G54–G59 | Sistemas de coordenadas de peça | G54 |
| G90 | Coordenadas absolutas | G90 |
| G91 | Coordenadas incrementais | G91 |
| Código | Função |
|---|---|
| M03 | Rotação do fuso no sentido horário (CW) |
| M04 | Rotação do fuso no sentido anti-horário (CCW) |
| M05 | Paragem do fuso |
| M06 | Troca de ferramenta (M06 T02) |
| M08 | Liga fluido de corte |
| M09 | Desliga fluido de corte |
| M30 | Fim de programa + rewind |
G81 — Ciclo de furação simples:
G81 X20. Y30. Z-15. R2. F80
; Furação em X20 Y30, profundidade Z-15,
; plano de retorno R+2mm acima de Z0
G83 — Ciclo de furação com extracção (peck drilling):
G83 X20. Y30. Z-40. R2. Q5. F60
; Furação profunda com incremento de 5mm (Q)
; Extrai para limpar apara a cada 5mm
G84 — Ciclo de roscagem:
G84 X20. Y30. Z-20. R2. F1.25
; Rosca M8 (passo 1.25mm)
; F deve ser igual ao passo da rosca
%
O0001 (CONTORNO RECTANGULAR 60x40mm)
N10 G21 G17 G90 G40 ; Setup: mm, plano XY, absoluto
N20 G54 ; Sistema de coordenadas peça 1
N30 T01 M06 ; Fresa de topo Ø10mm
N40 G43 H01 ; Compensação de comprimento T01
N50 M03 S8000 ; Fuso CW, 8000 rpm
N60 M08 ; Liga fluido
N70 G00 X-5. Y-5. Z5. ; Posição inicial rápida
N80 G01 Z-3. F300 ; Mergulho a Z-3 (ap=3mm)
N90 G41 D01 ; Compensação raio esquerda
N100 G01 X0. Y0. F800 ; Ponto inicial contorno
N110 G01 X60. Y0. ; Lado 1
N120 G01 X60. Y40. ; Lado 2
N130 G01 X0. Y40. ; Lado 3
N140 G01 X0. Y0. ; Lado 4 (fecha)
N150 G40 ; Cancela compensação
N160 G00 Z50. ; Sobe Z (seguro)
N170 M09 ; Desliga fluido
N180 M05 ; Para fuso
N190 M30 ; Fim programa
%
| Tarefa | Procedimento | Produto |
|---|---|---|
| Limpeza geral | Soprar/aspirar aparas de guias e proteções | — |
| Lubrificação guias lineares | Verificar nível no reservatório lubrificador automático | ISO VG32 (Mobil Vactra 1) |
| Verificar fluido de corte | Medir concentração (refractómetro: 6–8% semi-sintético) | — |
| Verificar filtro de fluido | Limpar crivo do tanque | — |
| Inspecção visual | Verificar fugas de óleo/fluido, estado das guias e proteções | — |
| Tarefa | Procedimento |
|---|---|
| Lubrificação do fuso de esferas | Injectar massa lubrificante nas porcas (se sistema manual) |
| Verificar nível do óleo do cabeçote | Controlar o visor de nível; completar se necessário |
| Limpeza do filtro de ar do elétrico | Remover e lavar filtro do armário elétrico |
| Verificar apertos mecânicos | Inspecionar parafusos de fixação do cabeçote e mesa |
| Verificação de backlash | Medir folga em X, Y, Z com relógio comparador |
| Verificar tensão das correias | Depressor na correia do fuso; deflexão < 5 mm |
Procedimento:
Valores de referência:
| Classe máquina | Backlash máx. admissível |
|---|---|
| Máquina de produção geral | 0,02–0,05 mm |
| Máquina de precisão | < 0,01 mm |
| Centro de maquinagem | < 0,005 mm |
Correcção: compensação no parâmetro do controlador ou substituição da porca do fuso.
| Alarme | Descrição | Causa provável | Acção |
|---|---|---|---|
| ALM 410 | Servo: erro de seguimento excessivo (eixo X) | Carga excessiva, ganho baixo, encoder defeituoso | Verificar carga mecânica, ganho Kp |
| ALM 414 | Servo: encoder desligado | Cabo encoder cortado ou conector solto | Verificar cablagem do encoder |
| ALM 417 | Excesso de corrente no servo | Curto, sobrecarga, IGBT avariado | Medir corrente, verificar motor |
| ALM 749 | Overtravel (fim de curso sw) | Programa fora dos limites de trabalho | Verificar offset G54, programa |
| ALM 445 | Erro APC (absolute position) | Falha bateria encoder absoluto | Substituir bateria (3V lítio) |
| ALM 300 | ATC: timeout na troca | Sensor de posição do braço ATC | Verificar sensores e cilindros |
Sintoma: Alarme 410/411 (Servo Following Error)
Sequência de diagnóstico:
1. Verificar carga mecânica
└─ Mover eixo manualmente (com máquina em E-STOP)
└─ Detecta bloqueio? SIM → problema mecânico (guia, fuso)
2. Verificar sinal do encoder
└─ Menu Diagnóstico → posição real actualiza?
└─ NÃO → cabo encoder ou encoder defeituoso
3. Verificar parâmetros do servo
└─ Parâmetro 1825 (Kp de posição)
└─ Parâmetro 1826 (erro de seguimento máx.)
4. Verificar tensão do barramento DC do drive
└─ Normal: ~560 V DC (para rede 400V AC)
Procedimento (encoder incremental rotativo):
Nota: Em encoders absolutos, pode ser necessário re-parametrizar o offset de zero no controlador.
Competências adquiridas:
Avaliação: Ficha 1 (parâmetros + G-code) + Ficha 2 (avarias + manutenção) + Projecto (manutenção preventiva completa 10h)
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Famílias de máquinas CNC e número de eixos Cada tipo de máquina resolve uma classe de geometria: o torno trabalha peças de revolução em X-Z, a fresadora gera superfícies em X-Y-Z e os processos de corte por plasma e laser operam essencialmente em chapa. Antes de planear qualquer intervenção de manutenção, o técnico tem de saber que cinemática tem à frente, porque os pontos críticos de desgaste mudam consoante o tipo. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Relacionar o número de eixos com a complexidade da peça que cada máquina produz • Mostrar exemplos reais da oficina/escola e identificar a que família pertencem • Sublinhar que a tabela orienta a leitura do manual de manutenção certo para cada máquina
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Cadeia de controlo em malha fechada O esquema mostra o fluxo do programa até ao movimento físico: o controlador interpola a trajectória, o drive amplifica o sinal e o servo move o eixo, enquanto o encoder devolve a posição real. É esta realimentação que distingue uma CNC de uma máquina convencional e é também onde nascem muitas avarias de posicionamento. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Explicar o conceito de malha fechada e porque o encoder é o elemento de feedback • Apontar que uma falha em qualquer elo da cadeia se traduz num alarme de servo • Ligar o diagrama aos alarmes Fanuc do Bloco 6 (erro de seguimento, encoder)
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Os três subsistemas que o técnico mantém Controlador, conjunto servo-encoder e fuso de esferas são os blocos que concentram as intervenções de manutenção. O fuso de esferas, em particular, é o coração da precisão: a sua pré-carga é o que mantém o backlash baixo, e a sua lubrificação é tarefa recorrente do plano preventivo. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Distinguir feedback do encoder da geração de potência no drive • Explicar como a pré-carga do fuso se degrada com o uso e gera folga • Antecipar a ligação à verificação de backlash e à lubrificação do Bloco 5
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Segurança antes de qualquer operação ou manutenção A CNC concentra energia mecânica, eléctrica e hidráulica num espaço fechado, por isso o EPI e os procedimentos não são burocracia mas condição de trabalho. O dry run e a verificação da fixação da peça evitam colisões caras, e o E-STOP acessível é a última linha de defesa numa emergência. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Reforçar que nunca se abre a porta com o ciclo em andamento • Explicar o valor do dry run na primeira execução de um programa novo • Lembrar que em manutenção se aplica também o bloqueio/consignação (LOTO) da energia
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Velocidade de corte como parâmetro de partida A Vc é o ponto de onde tudo deriva: fixada a Vc adequada ao par material-ferramenta, calcula-se a rotação n a partir do diâmetro. Uma Vc errada é a causa mais comum de desgaste prematuro ou de mau acabamento, por isso ler a tabela é o primeiro reflexo antes de programar uma operação. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Resolver em conjunto um cálculo de n a partir de Vc e diâmetro • Comparar os saltos de Vc entre HSS e carboneto e justificar a refrigeração • Mostrar o impacto de exagerar a Vc no inox (encruamento e desgaste)
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Avanço e profundidade definem desbaste vs acabamento Depois da velocidade de corte, o avanço por dente e as profundidades axial e radial determinam a taxa de remoção de material e o estado final da superfície. A estratégia muda radicalmente entre desbaste, onde se procura volume, e acabamento, onde se procura tolerância e rugosidade. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Distinguir avanço por dente, avanço por rotação e avanço da mesa Vf • Explicar a diferença de ap e ae entre desbaste e acabamento • Relacionar parâmetros agressivos com vibração (chatter) e quebra de aresta
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Casar material da peça com substrato e revestimento Cada material a maquinar pede uma combinação própria de qualidade de carboneto, revestimento e geometria de ataque. O alumínio agradece arestas vivas e ângulos positivos, enquanto o inox e o titânio exigem revestimentos resistentes ao calor e refrigeração abundante para evitar a colagem da apara. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Explicar para que serve o revestimento TiAlN e quando se prefere carboneto não revestido • Justificar a refrigeração obrigatória no inox e no titânio • Ligar a escolha errada de ferramenta aos modos de desgaste do próximo bloco
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Geometria da aresta cortante Os ângulos de saída, folga e hélice governam como a apara se forma e como as forças se distribuem. Um ângulo de saída maior corta com menos esforço mas enfraquece a aresta, enquanto o ângulo de folga evita o atrito do flanco contra a peça. Reconhecer estas faces ajuda a interpretar o desgaste observado numa ferramenta usada. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Identificar nas ferramentas da oficina a face de saída e o flanco • Explicar o compromisso entre ângulo de saída positivo e robustez da aresta • Relacionar o ângulo de hélice com a evacuação da apara e o acabamento
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Compromisso dureza vs tenacidade A tabela mostra a regra de ouro dos materiais de ferramenta: quanto mais duro e resistente ao calor, mais frágil. O HSS aguenta choque mas não velocidade; o CBN e o PCD cortam materiais muito duros mas partem com interrupções de corte. A escolha equilibra a exigência da operação com o risco de lascagem. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Explicar porque não se usa CBN em corte interrompido • Relacionar a temperatura máxima com a velocidade de corte admissível • Mostrar aplicações típicas de cada material com peças reais ou catálogo
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Monitorizar o fim de vida da ferramenta O desgaste é inevitável, mas previsível: o desgaste de flanco progride por abrasão e a lei de Taylor liga a velocidade de corte à vida útil. Saber ler os sinais de troca — acabamento degradado, aumento de carga no fuso, ruído — evita peças fora de tolerância e protege a máquina. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Definir o critério VB de 0,3 mm como limite prático de troca • Interpretar a equação de Taylor: subir a Vc reduz drasticamente a vida • Treinar a leitura da carga do fuso como indicador de ferramenta gasta
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Códigos G: a gramática do movimento Os códigos G dizem à máquina como se mover: G00 desloca rápido sem cortar, G01 corta em linha recta e G02/G03 fazem arcos. As funções modais como G90/G91 e G54 definem o contexto em que todas as coordenadas seguintes são interpretadas, por isso um erro aqui propaga-se a todo o programa. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Distinguir G00 (rápido, posicionamento) de G01 (avanço controlado, corte) • Explicar o conceito de função modal e o perigo de esquecer G90/G91 • Demonstrar a compensação de raio G41/G42 com um esboço no quadro
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Códigos M: funções auxiliares da máquina Enquanto os G governam o movimento, os M comandam os equipamentos auxiliares: ligar e parar o fuso, trocar ferramenta, abrir e fechar a refrigeração e terminar o programa. São poucos mas críticos para a segurança da sequência — esquecer um M05 ou um M09 no fim deixa a máquina num estado perigoso. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Distinguir M03 de M04 e quando se usa cada sentido de rotação • Explicar a sequência segura de fim de programa (M09, M05, M30) • Relacionar M06 com o ciclo de troca automática de ferramenta (ATC)
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Ciclos fixos condensam operações repetitivas Os ciclos fixos como G81, G83 e G84 substituem dezenas de linhas de movimento por uma só instrução parametrizada. O G83, com extracção, é essencial em furos profundos para partir e evacuar a apara, e no G84 a relação entre avanço e passo da rosca tem de ser exacta sob pena de partir o macho. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Explicar o plano de retorno R e a profundidade Z em cada ciclo • Justificar o peck drilling do G83 em furos profundos • Demonstrar o cálculo F = passo no G84 para uma rosca métrica
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Anatomia de um programa CNC completo Este exemplo mostra a estrutura padrão de qualquer programa: cabeçalho de setup, chamada e compensação de ferramenta, arranque do fuso, percurso de corte e fecho seguro. Ler um programa linha a linha é a competência que permite ao técnico detectar erros antes de carregar no botão de start. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Percorrer o bloco de setup (G21 G17 G90 G40) e o seu papel • Mostrar como a compensação G41 desenha a peça e não o centro da fresa • Sublinhar a importância de subir Z em segurança antes de parar o fuso
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Rotina preventiva semanal A manutenção semanal é maioritariamente de limpeza e verificação de níveis, mas é o que mantém a máquina saudável a baixo custo. A aspiração de aparas das guias e o controlo da concentração do fluido de corte com refractómetro evitam corrosão, mau acabamento e proliferação bacteriana no tanque. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Demonstrar o uso do refractómetro e a leitura da concentração 6–8% • Explicar porque o lubrificante das guias é diferente do fluido de corte • Reforçar o hábito da inspecção visual de fugas no início de cada semana
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Manutenção mensal: pontos mecânicos A intervenção mensal vai além da limpeza e toca o coração mecânico da máquina: lubrificação do fuso, níveis do cabeçote, apertos e tensão de correias. É também o momento de medir o backlash, que revela o estado de desgaste do conjunto fuso-porca antes que afecte a precisão das peças. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Explicar porque o filtro do armário eléctrico protege a electrónica do calor • Relacionar correias frouxas com perda de velocidade e vibração do fuso • Introduzir o backlash como ponte para o slide seguinte
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Medir e corrigir a folga de inversão O backlash é a folga que o eixo percorre sem mover a mesa ao inverter o sentido, e traduz-se em erros de medida e degraus nas peças. O procedimento com relógio comparador quantifica-o objectivamente, e a correcção pode ser por compensação no controlador ou, em casos graves, substituição da porca do fuso. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Executar o procedimento passo a passo com um relógio comparador real • Comparar os limites admissíveis entre máquina de produção e de precisão • Discutir quando basta compensar e quando é preciso substituir o fuso
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Revisão anual e recuperação geométrica A manutenção anual recupera a geometria e a precisão da máquina: nivelamento, verificação de perpendicularidade segundo a ISO 230, troca de filtros e fluido, e teste de uma peça padrão medida em CMM. É a intervenção mais pesada e normalmente exige paragem planeada da produção. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Explicar o impacto de uma máquina desnivelada na precisão dos eixos • Apresentar a verificação geométrica como auditoria à saúde da máquina • Sublinhar o teste de peça padrão como prova objectiva de conformidade
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Ler os alarmes como pista de diagnóstico O controlador não esconde a avaria: o código de alarme aponta o subsistema afectado e sugere uma direcção de investigação. Saber que ALM 410 é erro de servo e ALM 445 é bateria do encoder absoluto poupa horas de tentativa e erro e evita substituir peças boas. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Mostrar onde consultar o manual de alarmes do fabricante • Distinguir alarmes de servo, de fim de curso e de troca de ferramenta • Reforçar registar o código exacto antes de qualquer reset
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Diagnóstico estruturado do erro de seguimento O erro de seguimento surge quando a posição real fica atrasada em relação à comandada. A sequência ensina a separar causas mecânicas (eixo preso, fuso danificado) de causas eléctricas (encoder, parâmetros de ganho, barramento DC), seguindo do mais simples e seguro para o mais técnico. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Reforçar mover o eixo manualmente só com a máquina em E-STOP • Explicar o papel do ganho Kp (param. 1825) no seguimento • Mostrar como confirmar a actualização da posição real no menu de diagnóstico
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Substituição segura do encoder Trocar um encoder exige rigor: descarregar condensadores antes de tocar na máquina, respeitar a chave de orientação do conector e, sobretudo, referenciar de novo (homing) após a montagem. Em encoders absolutos acresce a reparametrização do offset de zero, sem a qual a máquina perde a referência de origem. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Insistir na espera de descarga dos condensadores como passo de segurança • Explicar a diferença entre encoder incremental e absoluto no pós-montagem • Demonstrar o procedimento de homing e a verificação dos limites de software
NOTAS DO PROFESSOR 📖 Consolidação das competências da UC O resumo fecha o percurso, da arquitectura da máquina ao diagnóstico de avarias, passando pelos parâmetros, programação e manutenção. Convém revisitar a ligação entre os blocos: a manutenção preventiva é o que reduz as avarias que o último bloco ensina a diagnosticar. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Recapitular o fio condutor da máquina ao diagnóstico • Esclarecer os critérios de avaliação das fichas e do projecto • Orientar o projecto de manutenção preventiva como integração de toda a UC