Explicação do eixo do torno CNC: Quantos são necessários?
Você já se perguntou como um torno CNC pode criar peças tão precisas? Neste artigo, exploraremos o fascinante mundo dos tornos CNC, com foco no número de eixos...
Você já se perguntou sobre a fascinante história por trás do torno, uma máquina-ferramenta que revolucionou a fabricação? Nesta cativante postagem do blog, nós o levaremos a uma viagem no tempo, explorando a notável evolução do torno e seu profundo impacto em vários setores. Desde o seu início humilde até a sofisticação dos dias atuais, descubra como essa ferramenta versátil moldou o nosso mundo e continua a desempenhar um papel vital na usinagem de precisão.
Um torno é uma máquina-ferramenta versátil que gira uma peça de trabalho em torno de um eixo de rotação para realizar várias operações de usinagem. A principal ferramenta de corte, normalmente uma ferramenta de torneamento de ponto único, permanece relativamente estacionária enquanto molda a peça de trabalho rotativa. Além do torneamento, os tornos podem acomodar uma ampla gama de ferramentas de corte e acessórios, incluindo brocas, alargadores, machos, matrizes de rosca e ferramentas de recartilhamento, permitindo diversos processos de usinagem.
Os tornos são utilizados principalmente para a produção de peças cilíndricas de alta precisão, como eixos, fusos, pinos e buchas. Eles são excelentes na criação de características externas e internas em superfícies rotativas, incluindo perfis retos, cônicos e contornados. Devido à sua versatilidade e ao seu papel fundamental na produção de peças, os tornos são frequentemente chamados de "mãe das máquinas-ferramentas" e estão presentes em instalações de fabricação, oficinas mecânicas e centros de reparos em vários setores.
A evolução da tecnologia do torno, desde as antigas versões manuais até as modernas máquinas CNC (Controle Numérico Computadorizado), reflete a progressão mais ampla da fabricação industrial. Essa rica história e o desenvolvimento contínuo ressaltam a importância fundamental do torno na formação do passado, do presente e do futuro da usinagem de precisão e da produção industrial.
O primeiro protótipo de máquina-ferramenta, o torno, foi criado por nossos ancestrais há aproximadamente 2.000 anos para facilitar o trabalho com ferramentas.
Durante o século XIII, o desenvolvimento de máquinas-ferramentas continuou e tornou-se necessário encontrar métodos alternativos de operação, já que pendurá-las em uma árvore não era mais viável. Isso levou à criação do "torno de pedal", que usava um pedal para girar o virabrequim e acionar o volante. Isso, por sua vez, acionava o fuso, fazendo-o girar, e também era conhecido como torno de barra flexível.
Durante o mesmo período na China, a dinastia Ming publicou um livro notável chamado "Tian Gong Kai Wu", que documentava as tecnologias da dinastia Ming e da dinastia anterior, demonstrando o significado de "a sabedoria dos antigos".
O livro também descrevia a estrutura de uma máquina de moagem, que empregava um princípio semelhante ao da máquina medieval europeia operada por pedal. Essa máquina usava o método do pedal para girar uma placa de metal e utilizava areia e água para moldar o jade.
Estrutura de uma máquina de moagem de Tian Gong Kai Wu
de Tian Gong Kai Wu
Esse processo é semelhante às técnicas modernas de usinagem, como a perfuração, em que uma ferramenta especializada, chamada de steelyard, é usada para remover pequenas quantidades de material do jade interno. É notável considerar o nível de habilidade e especialização dos artesãos antigos.
de Tian Gong Kai Wu
Em 1774, o inventor britânico Wilkinson criou a primeira verdadeira máquina de perfuração do mundo, a barrel boring machine.
O barril máquina de perfuração inventada por Wilkinson foi inicialmente utilizada para forjar armas de fogo. Em 1775, Wilkinson utilizou o cilindro perfurado por essa máquina para construir uma nova versão do cilindro com vazamento de Wattner, que atendia às especificações exigidas pelo motor a vapor de Watt.
Para acomodar a perfuração de cilindros maiores, ele construiu uma máquina de perfuração de cilindros movida por uma roda d'água no mesmo ano, o que contribuiu muito para o avanço dos motores a vapor.
A máquina de perfuração de cilindros de Wilkinson, projetada para forjar cilindros maiores, marcou um ponto de virada na evolução das máquinas-ferramentas. A partir de então, a máquina-ferramenta passou a ser acionada por um motor a vapor por meio do uso de um virabrequim. A assistência mútua entre a máquina-ferramenta e o motor a vapor facilitou seu desenvolvimento simultâneo e deu início a uma era dinâmica de revolução industrial.
É importante mencionar Henry Maudslay, o inventor britânico conhecido como o "Pai do Torno". Maudslay é para o torno o que James Watt é para o motor a vapor.
Em 1797, Maudslay criou o primeiro torno de corte de roscas do mundo, que contava com um parafuso e uma haste polida. Esse torno moderno, equipado com um poste de ferramenta deslizante, podia produzir roscas de vários passos.
Torno Maudslay 1797
Maudslay continuou a aperfeiçoar o torno e, em 1800, fez uma melhoria significativa ao substituir a estrutura triangular de barras de ferro por uma base sólida de ferro fundido e a roda intermediária por pares de engrenagens intercambiáveis.
Isso permitiu a produção de roscas de passos variados sem a necessidade de trocar o parafuso. Esse protótipo do torno moderno, conhecido como o torno de estrutura de ferramentas que marcou época, desempenhou um papel crucial na Revolução Industrial inglesa.
Torno Maudslay 1800
Para ser preciso, Maudslay não inventou o torno, mas o reinventou com base no trabalho de seus antecessores e acrescentou a capacidade de corte automático. No entanto, foi a reimaginação de Maudslay que tornou o torno amplamente popular e deu origem ao torno como o conhecemos hoje.
O rápido desenvolvimento de todos os Tipos de máquinas-ferramenta
No século XIX, com o crescimento de vários setores, a demanda por vários tipos de máquinas-ferramenta aumentou. Em 1817, Roberts criou o torno de pórtico e, em 1818, Whitney, dos Estados Unidos, inventou a primeira fresadora de uso geral do mundo.
Torno de pórtico Roberts
Para aprimorar ainda mais a mecanização e a automação, em 1845, Fitch, dos Estados Unidos, criou o torno de torre. Em 1848, os tornos rotativos foram introduzidos nos Estados Unidos e, em 1873, Spencer, dos Estados Unidos, desenvolveu um torno automático de eixo único. Isso foi rapidamente seguido pela invenção de um torno automático de três eixos.
No início do século XX, tornos com caixas de engrenagens acionadas por um único motor estavam disponíveis.
Máquinas-ferramenta Spencer
Em 1900, a empresa americana Norton utilizou esmeril e corindo para produzir um rebolo grande e largo, bem como um esmeril robusto e resistente. Isso marcou um grande avanço no desenvolvimento de esmeris e elevou a tecnologia de fabricação de máquinas a um novo nível de precisão.
A Revolução Industrial foi um período de crescimento e desenvolvimento explosivos. Durante esse período, as máquinas-ferramentas estavam em constante evolução e aprimoramento para aumentar a eficiência da indústria e da produção. Os inventores dessas máquinas-ferramentas desempenharam um papel fundamental na formação do mundo.
Com o advento do aço para ferramentas de alta velocidade e o uso generalizado de motores elétricos, as máquinas-ferramentas passaram por outra atualização que marcou época, passando da energia a vapor para a energia elétrica. Isso demonstra o notável progresso que a humanidade fez ao longo de centenas de anos, passando da força humana para a força da água, para a força do vapor e, finalmente, para a força elétrica.
1910, antigo torno britânico
Após a Primeira Guerra Mundial, o desenvolvimento de vários tornos automáticos de alta eficiência e tornos especializados se acelerou rapidamente devido às demandas dos setores de munições, automóveis e outras máquinas.
No final da década de 1940, para aumentar a produtividade de peças de trabalho de pequenos lotes, foram introduzidos tornos equipados com dispositivos hidráulicos de perfilamento. Ao mesmo tempo, também foram desenvolvidos tornos com várias ferramentas.
Máquina-ferramenta elétrica após a Segunda Guerra Mundial
Em meados da década de 1950, foram desenvolvidos tornos controlados por programas equipados com cartões perfurados, placas de trava e mostradores. O uso da tecnologia CNC em tornos teve início na década de 1960 e, na década de 1970, os microprocessadores foram integrados diretamente às máquinas CNC, promovendo ainda mais a popularização e o rápido desenvolvimento da tecnologia CNC. Máquina CNC ferramentas, que continuou a evoluir até os dias atuais.
A evolução do Tornos chineses: De tornos de correia a tornos de cinco eixos
Devido a razões históricas, a China não participou das três primeiras revoluções industriais. O verdadeiro desenvolvimento dos tornos chineses começou após o estabelecimento da República Popular da China. No início da nova China, o setor de fabricação de equipamentos, incluindo máquinas-ferramentas, era quase inexistente.
Graças aos esforços incansáveis dos trabalhadores, o primeiro lote de máquinas-ferramenta da China foi produzido com sucesso sob as condições desafiadoras de pobreza e falta de recursos.
Em 1949, o primeiro torno da Nova China, um torno de correia de seis pés, foi finalmente fabricado na Shenyang No. 1 Machine Tool Plant.
Os trabalhadores da foto estão operando um torno de correia
A chegada desse lote de máquinas-ferramenta e a subsequente produção em massa apoiaram significativamente a industrialização do país e resultaram em muitas maravilhas de produção posteriores.
Oficina de usinagem da fábrica de máquinas-ferramenta Shenyang No.1
Durante o período do "Primeiro Plano Quinquenal", o governo reformou algumas fábricas de reparo de máquinas e estabeleceu novas empresas, identificando 18 empresas de produção importantes que ficaram conhecidas como os "Dezoito Arhats" no indústria de máquinas-ferramenta. Com o suporte técnico da União Soviética, essas "Dezoito Fábricas Arhat" desenvolveram continuamente novas máquinas-ferramentas.
Por exemplo, depois que a Shenyang No. 1 Machine Tool Plant produziu o primeiro torno na Nova China em 1949, ela passou a desenvolver o primeiro torno horizontal C620-1 da China em 1955 e iniciou a produção em massa.
No mesmo ano, a fábrica de máquinas-ferramenta de Dalian começou a produzir uma nova máquina-ferramenta, uma pá universal, e a fábrica de máquinas-ferramenta de Xangai produziu com sucesso um novo moedor cilíndrico. Em 1956, a Ji'er Machine Tool produziu em massa uma plaina e uma prensa de fricção em espiral (a fábrica já havia desenvolvido a primeira plaina grande e a primeira prensa grande da China). prensa mecânica em 1953 e 1955, respectivamente).
No verão de 1958, a primeira máquina de fresagem CNC da Nova China foi finalmente desenvolvida: a X53K1. Ela foi criada em conjunto pela Universidade de Tsinghua e pela Beijing First Machine Tool Factory e também foi a primeira máquina CNC da Ásia.
A primeira fresadora CNC da China finalmente nasceu - X53K1
O desenvolvimento bem-sucedido do X53K1 marcou um grande salto na história do setor de maquinário da China e sinalizou uma mudança do trabalho manual para a usinagem orientada pela tecnologia. No entanto, devido a bloqueios de tecnologia estrangeira e limitações internas, a tecnologia CNC da China não avançou significativamente por quase 30 anos.
Após a implementação das reformas e da abertura, a China experimentou um ressurgimento no desenvolvimento do setor de máquinas-ferramenta, e os tipos e modelos de máquinas-ferramenta tornaram-se cada vez mais diversificados. Até o momento, foi desenvolvida uma grande variedade de tornos, incluindo verticais, horizontais, multieixos, carros CNC, compostos de torneamento e fresagem, entre outros.
Em 2012, a Shenyang Machine Tool Company desenvolveu e projetou de forma independente o primeiro "i5 Sistema CNC" com recursos de inteligência de rede e o colocou no mercado com sucesso. Isso marcou o fim da dependência da China em relação às importações de sistemas de máquinas-ferramenta CNC de alta qualidade.
Atualmente, a China tem sido o maior mercado de máquinas-ferramenta do mundo por oito anos consecutivos e é o único país do mundo a produzir todas as categorias de máquinas-ferramenta.
O crescente desenvolvimento dos tornos CNC fez com que eles se tornassem a tendência do setor. No entanto, espera-se que os tornos convencionais ainda existam por um certo período de tempo, pois são mais econômicos e economizam tempo para pedidos de pequeno volume.
A transição para uma transformação inteligente das substituições de máquinas para "dominar o mundo" levará um tempo relativamente longo para ser concluída. No entanto, a eventual eliminação gradual dos tornos convencionais do mercado é inevitável.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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