1. O documento apresenta um trabalho realizado por alunos de engenharia mecânica sobre a fabricação de uma peça utilizando uma máquina CNC. 2. Os alunos desenvolveram a peça em formato da bandeira do Brasil e programaram a máquina CNC utilizando código G. 3. O resumo apresenta as etapas de desenvolvimento do trabalho, incluindo cálculos, programação e referências bibliográficas.

1. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
Engenharia Mecânica Ênfase em Mecatrônica
Trabalho de Tópicos Especiais I
Peça no CNC
André France da Costa
César Gomes Martins Junior
Jackson Junio Pereira Tironi
Rafael de Almeida Lial
Saulo Vieira Fidelis e Moura
Orientador: Breno Ferreira Lizardo
Belo Horizonte
2012

2. André France da Costa
César Gomes Martins Junior
Jackson Junio Pereira Tironi
Rafael de Almeida Lial
Saulo Vieira Fidelis e Moura
Trabalho de Tópicos Especiais I
Peça no CNC
Trabalho
apresentado
à
disciplina Tópicos Especiais I,
do curso de Engenharia
Mecânica Ênfase Mecatrônica
da Pontifícia Universidade
Católica de Minas Gerais.
Belo Horizonte
2012

3. SUMÁRIO
1- Introdução.....................................................................................................5
1.1 Objetivo.....................................................................................................5
2- Conceituação Teórica..................................................................................5
3- Desenvolvimento........................................................................................11
3.1 Procedimento.........................................................................................11
3.2 Equipamento...........................................................................................11
3.3 – Desenho da peça.................................................................................12
3.4 – Cálculos para programação no CNC.................................................13
3.4.1. Cálculo da Rotação para desbaste............................................13
3.4.2. Cálculo da rotação de furação ..................................................13
3.4.3.Cálculo da velocidade de avanço...............................................14
3.5 – Programação em Código G................................................................14
4- Referências Bibliográficas........................................................................19

4. LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Máquina CNC....................................................................................5
Figura 2: Máquina Convencional X Máquina CNC.........................................6
Figura 3: Sistema da Máquina CNC................................................................7
Figura 4: Cinemática dos eixos da máquina CNC.........................................8
Figura 5: Interface da Máquina CNC...............................................................9
Figura 6: PLC para controle da máquina CNC..............................................10
Figura 7: Servo-motores da Máquina CNC....................................................10
Figura 8: Bandeira do Brasil...........................................................................11
Figura 9: Máquina CNC da Pucminas............................................................11
Figura 10: Desenho da peça usinada............................................................12

5. 1. INTRODUÇÃO
1.1- Objetivo
O objetivo desse trabalho consiste em aplicar a teoria de Tópicos
Especiais I na fabricação de uma peça real utilizando um CNC e código de
instruções G.
2. Conceituação Teórica
O CNC (Comando Numérico Computadorizado) é um computador
dedicado ao controle de movimento dos eixos de uma máquina operatriz.
O movimento de cada eixo, como veremos mais detalhadamente a
seguir, é “traduzido” em grandezas numéricas por dispositivos especiais e ,
então, processado pelo CNC. Por sua vez, o CNC é programado com o formato
da peça que deve ser usinada e , através de interfaces , comanda os servomotores para executar os movimentos coordenados.
Figura 1: Máquina CNC

6. Usar uma máquina CNC não significa substituir o operador por um
computador, você pode fazer qualquer coisa que se faça em uma máquina
CNC em máquinas convencionais. As únicas diferenças em questão de
produtibilidade são o tempo de produção e a alta repetição das peças, sendo
que em alguns casos a diferença de tempos pode ser considerada infinita, pois
a complexidade das peças pode exigir um empenho sobre-humano do
operador.
Figura 2: Máquina Convencional X Máquina CNC
Neste sentido, hoje em dia, possuir máquinas convencionais ou CNC,
esta diretamente relacionada entre ter perspectivas ou não para o futuro. Outro
ponto importante é o fato que as máquinas CNC estão tendo seus preços
reduzidos pelo próprio aumento da demanda.
O lucro é certo, se toda estratégia for bem estipulada. Tal planejamento
exige estudos de:
· Pesquisa do tipo de máquina que o mercado ou a própria empresa
anseia:
Empresas que fornecem exclusivamente serviço de usinagem precisam
estar atentas aos anseios de seus consumidores, tais como complexidade
geométrica, precisão, tamanho e tempo de resposta das peças, exigidos por
eles assim como volume de produção dos mesmos.

7. · Análise de custo x beneficio das máquinas elegíveis;
Neste momento conhecemos o tipo de máquina que estamos querendo.
Precisamos então estudar o que o mercado nos oferece a esse respeito, as
máquinas disponíveis ou até adaptáveis as nossas necessidades, analisar
enfim os custos e benefícios de cada item do mercado que se encaixem em
nossas necessidades.
· Assistência apropriada à implantação desta tecnologia.
Talvez este item seja o mais importante e deveria constar como
coadjuvante dos outros itens, pois quando uma empresa pretende ampliar seus
horizontes munindo-se de tecnologias avançadas, é importante que pessoas
experientes no ramo sejam consultadas, pois isto pode, sem dúvida, ser a
diferença entre o lucro e o prejuízo.
O sistema da máquina CNC
Figura 3: Sistema da Máquina CNC

8. Em poucas palavras, para um sistema completo, do projeto à peça
pronta em máquina CNC, torna-se necessária a aquisição e implantação de
alguns sistemas que se integrem e facilitem a flexibilização do sistema como
um todo, são eles:
- Sistema de programação CNC - CAD/CAM
- Sistema de simulação - Manufatura Digital
- Pós-processador
- Sistema DNC - gerenciamento e transferência de programas (rede) para
a máquina
Todos estes sistemas, hardware e software, precisam ser compatíveis.
Além dos recursos físicos e eletrônicos descritos no sistema macro
acima, é muito importante a preparação dos recursos humanos, visto que esta
tecnologia exige pessoal especializado, no projeto, programação, operação e
serviços de suporte.
Constituição básica de uma máquina CNC:
· A máquina em si.
É a parte mecânica, o que antes era a máquina convencional, ou ainda
conhecida por alguns como a cinemática do CNC.
Figura 4: Cinemática dos eixos da máquina CNC

9. · O Comando ou Controle Numérico.
É o equipamento responsável pela interpretação do programa CNC e
tradução em comandos que são enviados ao PLC aos microswitches para
acionamento dos eixos. É ainda responsável pelo gerenciamento da interface
da máquina com o operador - display, botões, acionadores, etc.
Figura 5: Interface da Máquina CNC
· Os PLCs auxiliam os controles nos cálculos matemáticos, controlador lógico
programável, também chamado CLP ou controlador programável, é um
dispositivo de computador que controla equipamentos em oficinas industriais.
Em um sistema de controle industrial tradicional, todos os dispositivos de
controle são enviados eletrônica e diretamente de um para outro de acordo
com como é suposto que o sistema opera.

10. Figura 6: PLC para controle da máquina CNC
· Os servo-motores giram na velocidade e tempo necessários para que cada
eixo atinja os valores de posição e velocidades, estipulados em cada bloco do
programa CNC.
Figura 7: Servo-motores da Máquina CNC
Assim, todos estes sistemas funcionando sincronizados formam a
máquina CNC.

11. 3. Desenvolvimento
3.1. Procedimento
A forma da peça escolhida pelo grupo, foi os contornos das figuras
geométricas da bandeira do Brasil, ou seja, o quadrado, o losango, a
circunferência e a faixa branca onde é escrita a frese ordem e progresso.
Figura 8: Bandeira do Brasil
3.2. Equipamento
A máquina CNC utilizada para usinagem da peça, está localizada na
PUC – Minas Campus Coração Eucarístico, prédio 10 no centro de usinagem.
Figura 9: Máquina CNC da Pucminas

12. 3.3. Desenho da peça
Figura 10: Desenho da peça usinada

13. 3.4. Cálculos para programação no CNC
3.4.1. Cálculo da rotação para desbaste
Para o cálculo da rotação de desbaste, tomamos com referência uma
velocidade de corte de 900 m/min, uma vez que a velocidade máxima é de
1000 m/min. Assim utilizando a velocidade de corte como 900 m/min e o
diâmetro da fresa como sendo de 20 mm, temos:
𝑛=
𝑉𝑐 .1000
𝜋𝑑
.:.
𝑛=
900.1000
𝜋.20
.:.
𝑛 = 14 324 rpm
De modo similar, calculando a rotação de desbaste para uma fresa ou
macho m6 de 6 mm de diâmetro, temos:
𝑛=
𝑉𝑐 .1000
𝜋𝑑
.:.
𝑛=
900.1000
𝜋.6
.:.
𝑛 = 47 747 rpm
Como os valores encontrados superam a rotação máxima da máquina,
vamos utilizar a rotação máxima do equipamento para execução do desbaste
do material, ou seja:
𝒏 = 5000 rpm
3.4.2. Cálculo da rotação de furação
Para o cálculo da rotação de furação, tomamos com referência uma
velocidade de corte de 90 m/min, uma vez que a velocidade máxima é de 100
m/min. Assim utilizando a velocidade de corte como 90 m/min e o diâmetro da
broca como sendo de 5 mm, temos:
𝑛=
𝑉𝑐 .1000
𝜋𝑑
.:.
𝑛=
90.1000
𝜋.5
.:.
𝑛 = 5730 rpm

14. Como o valor encontrado supera a rotação máxima da máquina,
optamos novamente pela utilização da rotação máxima do equipamento para
furação do material, ou seja:
𝒏 = 5000 rpm
3.4.3. Cálculo da velocidade de avanço
Para o cálculo da velocidade de avanço, tomamos com referência uma
velocidade de avanço de 0,35 mm/dente, uma vez que a velocidade máxima de
avanço é de 0,4 mm/dente. Assim utilizando a velocidade de corte como 0,35
mm/dente, utilizando uma ferramenta com 2 arestas de corte e rotação máxima
do equipamento, temos:
𝑉𝑓 = 𝐹. 𝑍. 𝑛 .:. 𝑉𝑓 = 0,35.2.5000 .:. Vf = 3500 mm /min
Para a furação, o avanço varia entre 0,01 até 0,2 mm /dente, optamos
por uma valor de 0,15 mm /dente e a rotação máxima do equipamento, temos:
𝑉𝑓 = 𝐹. 𝑛 .:. 𝑉𝑓 = 0,15.5000 .:. Vf = 750 mm /min
3.5. Programação em Código G
G17 G71 G94 G90
T2; fresa de 6mm
G53 D0 Z-116
T4; fresa de 20mm
T4; fresa Ø 20mm
T5; broca de 5mm

15. M6
T6; broca de 6mm
G54 D4 5500 M3
G0 X-5 Y-5
Z5
CONTORNO:
G41
Z=IC(-2)
X0 Y0
X0 Y70
X70 Y70
X70 Y0
X0 Y0
FIM
REPEAT CONTORNO FIM P5
CYCLE71 (5,0,2,-2,0,0,70,70,0,2,18,5,0,2000,11)
POCKET2(5,-2,2, ,2,18,35,35,750,3500,2,2,0.3,0,1,2000,3500)
D0
X-15 Y-15
Z-2

16. INICIO:
G1 Z=IC(-2)
X35 Y-10
G91
X45 Y45
X-45 Y45
X-45 Y-45
X45 Y-45
X0 Y-15
X60 Y60
X-60 Y60
X-60 Y-60
X60 Y-60
G90
X0 Y0
X-15
Y70
X0
Y85
X70

17. Y70
X85
Y0
X70
Y-10
X35
FIM
REPEAT INICIO FIM P2
Z5
G53 G0 D0 X0 Y0 Z-116
M5
T2: Fresa Ø6mm
M6
G54 D2 S5000 M3
G0 X-5 Y-5
Z5
SLOT2 (5,-4,2, ,2,1,90,9,35,35,10,45,3500,4477, ,2,2,0.3,0,1,3000,3500)
G53 G0 D0 X0 Y0 Z-116
M5
T5; broca de 5mm
G54 D5 S5000 M3

18. G0 X-5 Y-5 Z5
MCALL CYCLE82 (5,-6,2, ,6,1)
HOLES1(5,5,0,0,60,2)
HOLES1(5,65,0,0,60,2)
MCALL
G53 G0 D0 X0 Y0 Z-116
M5
T6; macho M6
M6
G54 S5000 M3
MCALL CYCLE84 (5,-6,2, ,4,1,3,6, ,5000,5000)
HOLES1 (5,5,0,0,60,2)
HOLES1(5,65,0,0,60,2)
MCALL
G3 G0 D0 X0 Y0 Z-116
M5
M30

19. 4. Referências Bibliográficas
[1] Máquinas CNC ou máquinas Convencionais? Mundo CNC. Disponível
em: <http://www.mundocnc.com.br/avan4.php> Acesso em 24 Maio 2012