Estudo dos impactos da tolerância CAM e da resolução de programas CN sobre a precisão de trajetórias de ferramenta para microfresamento

Abstract

Nas operações de microfresamento uma das grandes preocupações e com a precisão das trajetórias de ferramenta geradas pelos softwares CAM, que precisa atender aos requisitos de precisão micrométricos e submicrometricos. Neste sentido, com a finalidade de avaliar tal aspecto, o critério adotado nesta dissertação para medir esta precisão e o do cálculo dos desvios de trajetória de ferramenta. Desta forma, considerando que a tolerância CAM está diretamente relacionada com a precisão da trajetória gerada, esta pesquisa possui como principal objetivo, estudar os impactos da variação deste fator, bem como dos efeitos da resolução de programas CN sobre a precisão de trajetórias de ferramenta para aplicações em microfresamento. Para isto, foram realizados experimentos utilizando softwares CAM comercialmente disponíveis, com condições representativas das escalas micrométrica e submicrometrica, levando em consideração a influência dos fatores, raio de curvatura convexa de uma geometria, diâmetro da ferramenta, tolerância CAM e resolução de programas CN, além dos impactos de se gerarem trajetórias de ferramenta a partir de arquivos CAD importados em formatos padronizados. A avaliação dos resultados permitiu concluir que, não foram identificadas diferenças significativas para os fatores isolados e suas interações, exceto para a tolerância CAM. A tolerância de 0,01 mm apresentou o maior desvio, entretanto, para as tolerâncias de 0,001 mm e 0,0001 mm, não foram evidenciadas diferenças estatísticas significativas. Do efeito da resolução sobre a precisão de trajetórias foi possível notar que, de modo geral, de nada adianta criar um programa ou gerar trajetórias de ferramenta no software CAM com tolerâncias rigorosas para maquinas Cincos que limitam a resolução deste programa. Para os diferentes softwares CAM avaliados, os resultados remetem a possibilidade de se gerarem trajetórias de ferramenta em softwares que não possuem módulos dedicados a estas aplicações. Por fim, a análise da importação de arquivos em formatos padronizados nos desvios de trajetória de ferramenta não pode ser concluída, pois, devido ao fato da geometria utilizada ser cilíndrica e de fácil conversão, os desvios foram iguais, portanto, não sendo possível realizar uma análise comparativa entre os softwares. Abstract: In micromilling operations, one of the main concerns is the precision of the tool paths generation by the CAM software, which must meet micrometric and submicron precision requirements. In this sense, in order to evaluate this aspect, the criterion adopted in this dissertation to measure this precision is the calculation of tool path deviations. Thus, considering that the tolerance CAM is directly related to the precision of the trajectory generated, this research has as main objective, to study the impacts of the variation of this factor, as well as the effects of the resolution of NC programs on the precision of tool path for micromilling applications. For this, experiments were performed using commercially available CAM software, with conditions representative of the micrometric and submicrometric scales, taking into account the influence of the factors, convex radius of curvature of a geometry, tool diameter, tolerance CAM and program NC resolution, besides of the impacts of generating tool path from imported CAD files in standardized formats. The evaluation of the results allowed to conclude that, no significant differences were identified for the isolated factors and their interactions, except for the tolerance CAM. The tolerance of 0.01 mm showed the greatest deviation, however, for the tolerances of 0.001 mm and 0.0001 mm, no significant statistical differences were evidenced. From the effect of the resolution on the accuracy of trajectories it was possible to notice that, in general, there is no point in creating a program or generating tool trajectories in the CAM software with strict tolerances for CNC machines that limit the resolution of this program. For the different softwares CAM evaluated, the results refer to the possibility of generating tool trajectories in software that do not have modules dedicated to these applications. Finally, the analysis of the import of files in standardized formats in the tool path deviations could not be completed, because, due to the fact that the geometry used was cylindrical and easy to convert, the deviations were the same, so it was not possible to perform a comparative analysis between software.