Um centro de usinagem horizontal CNC (HMC) é definido por seu fuso horizontal e, na maioria dos casos, uma mesa rotativa de eixo B. Esse layout oferece três vantagens em relação a uma máquina vertical. Primeiro, a mesa rotativa permite que uma peça seja usinada em quatro faces laterais mais a parte superior em uma única configuração - sem reaperto, sem reindicação, sem erros de empilhamento. Em segundo lugar, o fuso horizontal aponta para a lateral da peça, que é a direção natural para furar furos profundos e fresar bolsões profundos. Terceiro, os cavacos caem da zona de corte por gravidade, em vez de se acumularem na peça, o que mantém as ferramentas mais frias, reduz o novo corte de cavacos e torna o trabalho em cavidades profundas muito mais confiável. Essas três características definem as peças para as quais um HMC foi construído.
Peças tipo caixa e carcaça
Os componentes do tipo caixa e do alojamento são peças de trabalho clássicas do HMC, e por um bom motivo. Uma carcaça de caixa de engrenagens, caixa de redutor, carcaça de motor ou corpo de bomba possui furos de rolamento, faces de montagem e furos para parafusos em vários lados, e os furos geralmente precisam ser alinhados em toda a peça. Um HMC com mesa rotativa usina todos os quatro lados e a parte superior em uma configuração, de modo que a relação entre um furo na face frontal e um furo na face lateral permaneça fiel ao desenho. O fuso horizontal também lida com o mandrilamento profundo exigido pelos assentos dos rolamentos, e a estrutura rígida da máquina mantém tolerâncias através de cortes de desbaste pesados em ferro fundido ou aço fundido. Para qualquer peça que pareça uma caixa com furos, o HMC geralmente é a primeira escolha.
Componentes do trem de força automotivo
A indústria automotiva é uma das maiores usuárias de HMCs, e as peças são familiares: blocos de motor, cabeçotes de cilindro, carcaças de transmissão, carcaças de embreagem e caixas de diferencial. São peças de ferro fundido ou alumínio de alto volume com furos de cilindro profundos, sedes de válvula, túneis de eixo de comando e múltiplas faces de montagem. Uma HMC pode fresar as faces superior e inferior com uma fresa de facear grande e, em seguida, fazer o acabamento dos furos do cilindro com tolerância IT6 com cilindricidade inferior a 0,01 mm - tudo isso sem mover a peça. Para veículos de nova energia, as mesmas máquinas lidam com carcaças de motor, carcaças de redutores, caixas de bateria e gabinetes de ECU, que geralmente são grandes peças fundidas de alumínio com canais de resfriamento e múltiplas faces de vedação. A combinação de usinagem multifacetada, alto torque do fuso e troca automática de ferramentas torna o HMC o padrão para produção de motores.
Corpos de válvulas hidráulicas e pneumáticas
Blocos de válvulas hidráulicas, coletores de circuitos integrados, corpos de bombas e tampas de cilindros são outro ajuste natural. Essas peças são normalmente feitas de ferro fundido, aço ou aço inoxidável e estão cheias de furos cruzados profundos, furos de carretel e cavidades de montagem - exatamente o tipo de trabalho de furo profundo e cavidade profunda onde a evacuação de cavacos de um HMC compensa. Uma máquina vertical perfurando um furo cruzado profundo em um bloco de válvula pode deixar cavacos acumulados no furo, o que causa quebra da ferramenta e mau acabamento superficial; um HMC permite que os cavacos caiam à medida que o furo é perfurado. A mesa rotativa também significa que um bloco de válvula com portas nos quatro lados pode ser perfurado, furado e rosqueado em uma única configuração, mantendo as posições dos furos cruzados alinhadas. Especialmente para corpos de válvula em aço inoxidável, a estrutura HMC rígida e o fuso de alto torque suportam cortes pesados sem vibração.
Estruturas Aeroespaciais e de Defesa
As peças aeroespaciais costumam ser grandes, de paredes finas e feitas de titânio ou ligas de alta temperatura que removem material lentamente e consomem ferramentas. A estrutura rígida e o fuso de alto torque de um HMC são adequados para este trabalho, e a mesa rotativa permite que uma grande estrutura estrutural ou anteparo seja usinada em todos os lados acessíveis em uma única configuração. Algumas anteparas aeroespaciais começam como um bloco sólido de titânio ou alumínio e têm até 80% do material removido; o bom escoamento de cavacos e a alta taxa de remoção de metal do HMC tornam isso prático. Os componentes do trem de pouso, as estruturas da fuselagem, as carcaças do motor e as seções do corpo do míssil se beneficiam da capacidade multifacetada e da capacidade de manter tolerâncias rígidas em peças grandes e caras, onde uma peça descartada representa um custo importante.
Bases de moldes e ferramentas grandes
Bases de moldes, conjuntos de matrizes e placas de fixação grandes são frequentemente usinadas em HMCs porque são grandes, pesados e exigem recursos em vários lados. Uma base de molde típica tem furos para pinos-guia, furos para pinos líderes, canais de resfriamento e furos de montagem na parte superior, inferior e nas laterais, e os furos precisam ser quadrados e alinhados. Um HMC com uma mesa rotativa perfura e perfura tudo isso em uma configuração, e o fuso horizontal lida com os furos profundos do canal de resfriamento sem empacotamento de cavacos. Placas de base grandes, peças fundidas de máquinas e acessórios de precisão também se enquadram nesta categoria - nem sempre têm formatos complexos, mas são grandes, pesados e precisam de precisão consistente em múltiplas faces, que é exatamente o que o HMC oferece.
Energia, indústria pesada e grandes peças fundidas
Para trabalhos maiores e mais pesados, os HMCs costumam ser a única opção prática. Carcaças de caixas de engrenagens de turbinas eólicas, caixas de redutores de máquinas de mineração, carcaças de turbinas a vapor, componentes de geradores, blocos de motores diesel marítimos e grandes peças estruturais de navios são todos componentes fundidos ou forjados pesando centenas ou milhares de quilogramas, com furos de rolamento, faces de vedação e padrões de parafusos em vários lados. HMCs de grande curso lidam com essas peças com eixos X/Y/Z estendidos, mesas rotativas de alta carga e fusos capazes de mandrilamento profundo de até 1,5 metros ou mais. A mesa rotativa elimina a necessidade de virar uma peça fundida de várias toneladas por guindaste entre as operações, o que economiza tempo de configuração e elimina uma importante fonte de erros de posicionamento. Para a indústria pesada, o HMC é menos um luxo do que uma necessidade.
O que torna essas peças um bom ajuste
Em todos esses setores, as peças que pertencem a um HMC compartilham algumas características. Eles precisam de usinagem em mais de uma face - idealmente quatro lados mais a parte superior - para que a mesa rotativa economize configurações. Eles geralmente têm furos profundos, furos profundos ou bolsões profundos onde o escoamento de cavacos é importante. Eles tendem a ser grandes ou pesados, portanto a estrutura rígida da máquina e a mesa de alta carga são uma vantagem. Freqüentemente, eles são produzidos em volume suficiente para que a economia no tempo de ciclo da usinagem com um único setup pague pela máquina. E muitas vezes são feitos de ferro fundido, aço fundido, aço inoxidável ou titânio – materiais que necessitam de uma máquina rígida e de alto torque. Peças planas, de face única ou pequenas e leves geralmente são melhor atendidas por um centro de usinagem vertical; tudo na lista acima é onde o HMC ganha seu sustento.
Conclusão
Um centro de usinagem horizontal CNC é construído para peças que precisam de usinagem multifacetada, furos e bolsões profundos, corte pesado e alto volume. Sua mesa rotativa usina quatro lados mais a parte superior em uma configuração, seu fuso horizontal faz furos profundos e fresa cavidades profundas sem empacotamento de cavacos, e sua estrutura rígida lida com ferro fundido, aço, aço inoxidável e titânio com altas taxas de remoção de metal. Isso o torna a escolha natural para carcaças de caixas de engrenagens, blocos de motores, caixas de transmissão, corpos de válvulas hidráulicas, estruturas aeroespaciais, bases de moldes, carcaças de turbinas eólicas e grandes peças fundidas de mineração e marítimas. Se uma peça for em forma de caixa, pesada, multifacetada ou cheia de furos profundos, é quase certo que ela pertença a um centro de usinagem horizontal.
