Você já se perguntou como os operadores de usinagem conseguem obter aquelas superfícies perfeitamente planas em peças de metal? Este artigo revela os segredos das fresas de faceamento, explorando sua seleção, número de dentes, ângulos de ferramenta e pastilhas de fresamento. Descubra como essas ferramentas transformam matérias-primas em componentes projetados com precisão, garantindo qualidade e eficiência de primeira linha na fabricação. Mergulhe de cabeça para aprender os fundamentos que podem elevar suas habilidades de usinagem!
A principal ferramenta para usinagem de peças planas é uma fresa de faceamento, que tem arestas de corte ao longo de sua circunferência e face final. A aresta de corte da face final é considerada uma aresta de corte secundária.
A fresa de faceamento normalmente tem um diâmetro grande, portanto, ao selecionar a fresa, é comum separar os dentes e o corpo da fresa para garantir o uso a longo prazo.
(1) Para a usinagem de pequenas superfícies planas, selecione uma ferramenta ou fresa com diâmetro superior à largura do plano para obter um fresamento de passagem única. Os melhores resultados são obtidos quando o diâmetro da fresa de faceamento é de 1,3 a 1,6 vezes a largura da superfície de usinagem. Essa faixa garante uma remoção eficiente do material e, ao mesmo tempo, minimiza a deflexão e a vibração da ferramenta.
(2) Ao processar grandes áreas planas, são necessários vários passes com uma fresa de tamanho adequado. O diâmetro da fresa é limitado pelas especificações da máquina-ferramenta, pela profundidade e largura de corte desejadas, bem como pelas geometrias da pastilha e do suporte da ferramenta. Considere fatores como a potência da máquina, a rigidez e os recursos de fornecimento de refrigerante ao selecionar o tamanho ideal da fresa para operações de várias passadas.
(3) Para superfícies pequenas e dispersas da peça de trabalho, opte por uma fresa de topo de diâmetro menor. Para maximizar a taxa de remoção de material e a vida útil da ferramenta, procure que 2/3 do diâmetro da fresa se encaixe na peça de trabalho. Isso se traduz em um diâmetro de fresa de aproximadamente 1,5 vezes a largura fresada, garantindo a formação e a evacuação eficientes de cavacos.
Ao empregar o fresamento convencional (para cima), a proporção adequada entre o diâmetro da ferramenta e a largura de corte garante um ângulo de corte vantajoso quando a fresa entra na peça de trabalho. Essa abordagem minimiza o risco de endurecimento por trabalho e melhora a qualidade do acabamento da superfície.
Se os recursos da máquina-ferramenta não conseguirem manter a proporção de corte ideal de forma consistente, considere dividir a profundidade de corte axial em várias passagens. Essa estratégia ajuda a preservar a proporção ideal entre o diâmetro da fresa e a largura de corte, melhorando a estabilidade do processo e a vida útil da ferramenta e mantendo a precisão dimensional.
O número de dentes em uma fresa é um fator crítico na otimização dos processos de usinagem, afetando diretamente a eficiência da produção, a qualidade do acabamento da superfície e o desempenho geral do corte. Por exemplo, uma fresa de dentes esparsos de 100 mm de diâmetro normalmente tem 6 dentes, enquanto uma variante de dentes densos do mesmo diâmetro pode ter 8 ou mais dentes. Essa variação na densidade dos dentes influencia significativamente a formação de cavacos, a evacuação e a dinâmica de corte.
As fresas são geralmente classificadas em três categorias com base na densidade dos dentes:
A seleção da densidade dos dentes envolve um equilíbrio cuidadoso de vários fatores:
O passo do dente, que determina o número de dentes envolvidos no corte simultâneo, é uma consideração crucial. Para manter a estabilidade do corte e evitar impactos prejudiciais no fresamento, é imperativo garantir que pelo menos um dente esteja engajado no corte o tempo todo. Esse engajamento contínuo reduz o risco de danos à ferramenta e sobrecarga da máquina.
Além disso, o passo do dente deve permitir a formação e a evacuação adequadas dos cavacos. Um espaço insuficiente para os cavacos pode levar ao acúmulo de cavacos, o que pode danificar as bordas de corte e a superfície da peça. Por outro lado, arranjos de dentes excessivamente esparsos podem resultar em aumento das forças de corte por dente e redução da qualidade da superfície.
O ângulo de corte da ferramenta pode ser posicionado como ângulo de inclinação positivo, ângulo de inclinação negativo ou ângulo de inclinação zero em relação ao plano radial e ao plano axial. O ângulo de inclinação zero, em que toda a borda de corte impacta a peça de trabalho ao mesmo tempo, geralmente não é usado.
A escolha do ângulo da fresa de faceamento afeta o modo de contato do fresamento plano. Para minimizar o impacto sobre a fresa, reduzir os danos à fresa e evitar o modo de contato com a face oposta, é importante considerar o ângulo de corte da fresa e o ângulo geométrico da fresa de faceamento.
O ângulo de corte é determinado pela combinação dos ângulos de inclinação radial e axial.
As ferramentas com ângulos de avanço axial e radial negativos (chamadas de "duplo negativo") são usadas principalmente para usinagem de desbaste de ferro fundido e aço fundido, mas a máquina-ferramenta deve ter alta potência e rigidez suficiente. A lâmina "duplo negativo" tem uma borda de corte forte e pode suportar grandes cargas de corte, mas a máquina-ferramenta, a peça de trabalho e a fixação também devem ter alta rigidez.
As ferramentas com ângulos de avanço axial e radial positivos (chamadas de "duplo positivo") aumentam o ângulo de corte, tornando o corte mais leve e a remoção de cavacos mais suave, mas a resistência da aresta de corte é fraca.
Essa combinação é ideal para o processamento de materiais macios e materiais como aço inoxidável, aço resistente ao calor, aço comum e ferro fundido. Ela deve ser usada quando a máquina-ferramenta tem baixa potência, o sistema de processo tem rigidez insuficiente e ocorrem tumores de acúmulo de cavacos.
A combinação de ângulo de inclinação radial negativo e ângulo de inclinação axial positivo aumenta a resistência da aresta de corte com o ângulo de inclinação radial negativo e produz uma força de cisalhamento com o ângulo de inclinação axial positivo. Essa combinação tem forte resistência ao impacto e uma borda de corte afiada, o que a torna adequada para o fresamento pesado de aço, aço fundido e ferro fundido.
O ângulo de inclinação radial positivo e o ângulo de inclinação axial negativo fazem com que os cavacos quebrados se movam abaixo do centro, fazendo com que os cavacos arranhem a superfície usinada e resultem em uma remoção de cavacos ruim.
A seleção da preparação da pastilha de fresamento é um fator crítico nas operações de fresamento plano. A escolha entre pastilhas prensadas e retificadas depende dos requisitos específicos de usinagem, sendo que cada tipo oferece vantagens distintas para diferentes aplicações.
As pastilhas prensadas são mais econômicas para operações de desbaste e apresentam resistência superior da borda, o que as torna resistentes a impactos e capazes de lidar com altas taxas de avanço e grandes profundidades de corte. Essas pastilhas apresentam geometrias projetadas para quebra de cavacos na face de ataque, o que reduz efetivamente as forças de corte, minimiza o atrito entre a ferramenta, a peça de trabalho e os cavacos, além de diminuir o consumo de energia. A natureza robusta das pastilhas prensadas as torna ideais para a remoção de material pesado em aplicações de precisão menos exigentes.
Entretanto, as pastilhas prensadas têm limitações na qualidade do acabamento da superfície e na precisão dimensional. A variação na altura da pastilha quando montada no corpo da fresa pode ser significativa, afetando potencialmente a uniformidade da superfície usinada. Apesar dessas desvantagens, as pastilhas prensadas continuam sendo amplamente utilizadas em ambientes de produção devido à sua relação custo-benefício e durabilidade em cenários de usinagem de desbaste.
Para operações de fresamento de acabamento, as pastilhas retificadas são a escolha preferida. Essas pastilhas oferecem precisão dimensional superior, resultando em posicionamento preciso da aresta de corte, maior precisão de usinagem e valores mais baixos de rugosidade da superfície. As técnicas modernas de retificação permitem a criação de geometrias otimizadas de quebra de cavacos e ângulos de inclinação positivos em pastilhas retificadas, possibilitando uma evacuação eficiente dos cavacos e forças de corte reduzidas, mesmo com taxas de avanço e profundidades de corte menores.
Os recentes desenvolvimentos no projeto de pastilhas para usinagem de acabamento concentram-se na criação de grandes ângulos de inclinação positivos combinados com sulcos de quebra de cavacos retificados com precisão. Essa configuração permite um corte eficaz com pequenas taxas de avanço e profundidades de corte rasas, o que é crucial para obter acabamentos de superfície de alta qualidade. No entanto, é importante observar que, ao usar pastilhas de metal duro com taxas de avanço e profundidades de corte muito pequenas, há o risco de a ponta da ferramenta esfregar contra a peça de trabalho se o ângulo de inclinação for insuficiente. Isso pode levar ao desgaste prematuro da ferramenta e à redução da vida útil da pastilha.
Para otimizar o desempenho das pastilhas de fresamento, considere os seguintes fatores:
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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