TRABALHO DE USINAGEM FRESAMENTO.docx

UNIFEB. CENTRO UNIVERSITÁRIO DA FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE BARRETOS

TRABALHO DE USINAGEM E PROCESSO

FRESAMENTO

 NOME: ALESANDRO  NOME: CLAUDIO  NOME: DIEGO  NOME: FABRICIO APARECIDO DOS SANTOS SANTOS

BARRETOS 2014

RA:517958

ÍNDICE: 1 INTRODUÇÃO................................ INTRODUÇÃO...................................................... ............................................ ............................................ ............................... ......... 4 2 FRESADORA............................... FRESADORA...................................................... ............................................. ............................................ .................................. ............ 5 2.1 Tipos de Fresadoras................... Fresadoras......................................... ............................................ ............................................ ................................ .......... 5 2.2 Principais Acessórios para Fresadoras...................... Fresadoras............................................ .......................................... .................... 9 3 FRESAS...................................... FRESAS............................................................ ............................................ ............................................ .................................... .............. 13 3.1 Classificação das Fresas................................. Fresas....................................................... ............................................ ............................... ......... 13 3.1.1 Quanto ao Método de Fresamento............................................... Fresamento............................................................ ............. 13 3.1.1.1 Fresa para Fresamento Periférico................................................. Periférico................................................. 13 3.1.1.2 Fresa para Fresamento Frontal..................................................... Frontal..................................................... 14 3.1.2 Quanto ao Tipo de Construção das Fresas................................... Fresas............................................... ............ 15 3.1.2.1 Fresa Inteiriça................................. Inteiriça....................................................... ............................................ .......................... .... 15 3.1.2.2 Fresa Calçada................................ Calçada........................................................ .............................................. .......................... .... 15 3.1.2.3 Fresa com Dentes Substituíveis............................... Substituíveis..................................................... ...................... 16 3.1.3 Quanto a Forma Geométrica das Fresas......................... Fresas............................................... ......................... ... 17 3.1.3.1 Fresa Cilíndrica................................. Cilíndrica....................................................... ............................................ .......................... 17 3.1.3.2 Fresas de Disco.................................. Disco........................................................ ............................................ .......................... 17 3.1.3.3 Serras.............................. Serras.................................................... ............................................ ........................................... ..................... 18 3.1.3.4 Fresas com Haste..................................... Haste........................................................... ........................................ .................. 18 3.1.3.5 Fresas Angulares............................. Angulares................................................... ............................................ .......................... .... 20 3.1.3.6 Fresas com Perfil Constante................................ Constante...................................................... .......................... .... 22 3.1.4 Quanto ao Tipo de Flanco ou Superfície de Incidência das Fresas........ 25 3.1.4.1 Fresas com Superfície de Incidência Fresada............................ Fresada................................ 25 3.1.4.2 Fresas com Superfície de Incidência Detalonada........................ Detalonada........................ 25 3.1.5 Quanto à forma dos dentes das fresas f resas e dos canais entre os dentes....... 25 3.1.5.1 Fresas com Dentes e Canais Retos.............................................. Retos.................................................. 25 3.1.5.2 Fresas com Dentes e Canais Helicoidais....................................... Helicoidais....................................... 26 3.1.5.3 Fresas com Dentes e Canais Bi-helicoidais................................... Bi-helicoidais................................... 26 3.1.6 Quanto ao Sentido de Corte das Fresas.................................................... Fresas.................................................... 26 3.1.6.1 Fresa com Sentido de Corte a Esquerda......................... Esquerda....................................... .............. 26 3.1.6.2 Fresa com Sentido de Corte a Direita........................................... Direita........................................... 26 3.1.7 Quanto a Montagem ou Fixação das Fresas na Máquina....................... Máquina....................... 27 3.1.7.1 Montagem Sobre um Eixo Auxiliar................................... Auxiliar............................................... ............ 27 3.1.7.2 Montagem Através da Haste da Ferramenta............................... Ferramenta............................... 27 3.1.7.3 Montagem com Auxilio de Parafusos e Chavetas........................ Chavetas........................ 29 3.1.8 Quanto à Aplicação das Fresas................................ Fresas...................................................... .................................. ............ 29 3.1.8.1 Para Usinagem de Rasgos e Canais Diversos............................... Diversos............................... 29 3.1.8.2 Para Usinagem de Rebaixos para Chavetas................................. Chavetas................................. 31 3.1.8.3 Para Usinagem de Guias de Maquinas............................... Maquinas......................................... .......... 32 3.1.8.4 Para Usinagem de Engrenagens....................... Engrenagens............................................. ............................. ....... 34 3.1.8.5 Para Usinagem de Roscas.................................. Roscas........................................................... ............................ ... 34 3.1.8.6 Para Realizar Rebaixos em Superfícies............................. Superfícies........................................ ........... 34

2

ÍNDICE: 1 INTRODUÇÃO................................ INTRODUÇÃO...................................................... ............................................ ............................................ ............................... ......... 4 2 FRESADORA............................... FRESADORA...................................................... ............................................. ............................................ .................................. ............ 5 2.1 Tipos de Fresadoras................... Fresadoras......................................... ............................................ ............................................ ................................ .......... 5 2.2 Principais Acessórios para Fresadoras...................... Fresadoras............................................ .......................................... .................... 9 3 FRESAS...................................... FRESAS............................................................ ............................................ ............................................ .................................... .............. 13 3.1 Classificação das Fresas................................. Fresas....................................................... ............................................ ............................... ......... 13 3.1.1 Quanto ao Método de Fresamento............................................... Fresamento............................................................ ............. 13 3.1.1.1 Fresa para Fresamento Periférico................................................. Periférico................................................. 13 3.1.1.2 Fresa para Fresamento Frontal..................................................... Frontal..................................................... 14 3.1.2 Quanto ao Tipo de Construção das Fresas................................... Fresas............................................... ............ 15 3.1.2.1 Fresa Inteiriça................................. Inteiriça....................................................... ............................................ .......................... .... 15 3.1.2.2 Fresa Calçada................................ Calçada........................................................ .............................................. .......................... .... 15 3.1.2.3 Fresa com Dentes Substituíveis............................... Substituíveis..................................................... ...................... 16 3.1.3 Quanto a Forma Geométrica das Fresas......................... Fresas............................................... ......................... ... 17 3.1.3.1 Fresa Cilíndrica................................. Cilíndrica....................................................... ............................................ .......................... 17 3.1.3.2 Fresas de Disco.................................. Disco........................................................ ............................................ .......................... 17 3.1.3.3 Serras.............................. Serras.................................................... ............................................ ........................................... ..................... 18 3.1.3.4 Fresas com Haste..................................... Haste........................................................... ........................................ .................. 18 3.1.3.5 Fresas Angulares............................. Angulares................................................... ............................................ .......................... .... 20 3.1.3.6 Fresas com Perfil Constante................................ Constante...................................................... .......................... .... 22 3.1.4 Quanto ao Tipo de Flanco ou Superfície de Incidência das Fresas........ 25 3.1.4.1 Fresas com Superfície de Incidência Fresada............................ Fresada................................ 25 3.1.4.2 Fresas com Superfície de Incidência Detalonada........................ Detalonada........................ 25 3.1.5 Quanto à forma dos dentes das fresas f resas e dos canais entre os dentes....... 25 3.1.5.1 Fresas com Dentes e Canais Retos.............................................. Retos.................................................. 25 3.1.5.2 Fresas com Dentes e Canais Helicoidais....................................... Helicoidais....................................... 26 3.1.5.3 Fresas com Dentes e Canais Bi-helicoidais................................... Bi-helicoidais................................... 26 3.1.6 Quanto ao Sentido de Corte das Fresas.................................................... Fresas.................................................... 26 3.1.6.1 Fresa com Sentido de Corte a Esquerda......................... Esquerda....................................... .............. 26 3.1.6.2 Fresa com Sentido de Corte a Direita........................................... Direita........................................... 26 3.1.7 Quanto a Montagem ou Fixação das Fresas na Máquina....................... Máquina....................... 27 3.1.7.1 Montagem Sobre um Eixo Auxiliar................................... Auxiliar............................................... ............ 27 3.1.7.2 Montagem Através da Haste da Ferramenta............................... Ferramenta............................... 27 3.1.7.3 Montagem com Auxilio de Parafusos e Chavetas........................ Chavetas........................ 29 3.1.8 Quanto à Aplicação das Fresas................................ Fresas...................................................... .................................. ............ 29 3.1.8.1 Para Usinagem de Rasgos e Canais Diversos............................... Diversos............................... 29 3.1.8.2 Para Usinagem de Rebaixos para Chavetas................................. Chavetas................................. 31 3.1.8.3 Para Usinagem de Guias de Maquinas............................... Maquinas......................................... .......... 32 3.1.8.4 Para Usinagem de Engrenagens....................... Engrenagens............................................. ............................. ....... 34 3.1.8.5 Para Usinagem de Roscas.................................. Roscas........................................................... ............................ ... 34 3.1.8.6 Para Realizar Rebaixos em Superfícies............................. Superfícies........................................ ........... 34

2

4 FRESAMENTO............................... FRESAMENTO..................................................... ............................................ ............................................ .............................. ........ 35 4.1 Fresamento Frontal.................................. Frontal........................................................ ............................................ ..................................... ............... 35 4.2 Fresamento Tangencial............................ Tangencial.................................................. ............................................ ..................................... ............... 36 4.2.1 Fresamento Concordante ou Para Baixo.................................................. Baixo.................................................. 36 4.2.2 Fresamento Discordante ou Para Cima.................................................... Cima.................................................... 36 4.2.3 Fresamento Periférico................................ Periférico...................................................... ............................................ .......................... .... 37 5 ESCOLHA DA FRESA.................................. FRESA........................................................ ............................................ ..................................... ............... 37 5.1 Fresadora Fresadora Vertical................................... Vertical............................................................ ............................................... ................................... ............. 37 5.1.1 Fresamento de Ranhuras e Contornos......................... Contornos............................................... ............................ ...... 37 5.1.2 Fresamento de Ranhuras (Chavetas)...................................... (Chavetas)........................................................ .................. 38 5.1.3 Fresamento de Guias Prismáticas................................................. Prismáticas............................................................. ............ 38 5.1.4 Fresamento de Ranhuras com Perfil Constante.............................. Constante...................................... ........ 38 5.1.5 Fresamento de Canais.................................... Canais.......................................................... ............................................ ...................... 39 5.1.6 Fresamento de Roscas.............................. Roscas.................................................... ............................................ ............................ ...... 39 5.2 Fresadora Fresadora Horizontal................................... Horizontal......................................................... ............................................ ................................. ........... 40 5.2.1 Fresamento Frontal................................. Frontal....................................................... ............................................ ............................. ....... 40 5.2.2 Fresamento de Cantos a 90°....................................... 90°............................................................. ............................... ......... 40 5.2.3 Fresamento de Ranhuras em T............................................. T................................................................. .................... 40 5.2.4 Fresamento de Guias em Forma de Calda de Andorinha...................... Andorinha...................... 40 5.2.5 Fresamento de Canais.................................. Canais........................................................ ............................................ .......................... 41 5.2.6 Fresamento de Faceamento......................... Faceamento............................................... ............................................ .......................... 41 5.3 Fresamento de Engrenagens....................... Engrenagens............................................. ............................................ ................................. ........... 42 5.3.1 Tipos de Divisão............................... Divisão..................................................... ............................................ ..................................... ............... 43 5.3.1.1 Divisão Direta ou Elementar................................... Elementar......................................................... ...................... 43 5.3.1.2 Divisão Indireta............................... Indireta..................................................... ............................................ ......................... ... 44 5.3.1.3 Divisões Diferenciais............................... Diferenciais..................................................... ....................................... ................. 44 6 DESGASTE DA FERRAMENTA NO FRESAMENTO........................... FRESAMENTO....................................... ............ 44 6.1 Variações da Temperatura........................ Temperatura................................................. ................................................... ................................ ...... 44 6.2 Variação dos Esforços Mecânicos...................................... Mecânicos............................................................ ................................ .......... 45 7 ESCOLHA DAS CONDIÇÕES DE USINAGEM E DO NÚMERO DE DENTES DA FRESA....................................... FRESA............................................................. .................................. ............ 45 7.1 Profundidade de Usinagem............................. Usinagem................................................... ............................................ ............................ ...... 45 7.2 Penetração de Trabalho................................. Trabalho....................................................... ................................................ .............................. .... 45 7.3 Avanço................................. Avanço....................................................... ............................................ ............................................ .................................... .............. 46 7.4 Velocidade de Corte.............................. Corte....................................................... ............................................... .................................... .............. 46 7.5 Número de Dentes.................................... Dentes.......................................................... ............................................ ..................................... ............... 46 7.5.1 Fresa de Passo Largo (Poucos Dentes)................................. Dentes)..................................................... .................... 46 7.5.2 Fresa de Passo Fino (Número Grande de Dentes).................................. Dentes).................................. 47 7.5.3 Fresa de Passo Médio (Número Intermediário de Dentes..................... 47 8 CONCLUSÃO................................ CONCLUSÃO...................................................... ............................................ ............................................ ............................... ......... 48 9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................... BIBLIOGRÁFICAS............................................................... ........................... ..... 49

3

1  –  INTRODUÇÃO  INTRODUÇÃO O fresamento é um processo para a obtenção superfícies usinadas pela remoção  progressiva de uma quantidade pré-determinada de material da peça de trabalho a uma taxa de movimento ou avanço relativamente baixa mediante a uma ferramenta multicortante, a fresa, que gira a uma alta velocidade. A característica principal do  processo de fresamento é que cada aresta de corte da fresa remove a sua parcela do material na forma de cavacos individuais pequenos. O fresamento se diferencia dos demais processos de usinagem devido a sua cinemática onde a peça translada e ferramenta gira. A máquina ferramenta que propicia a operação é a fresadora. Esta operação pode gerar superfícies não planas e não de revolução, ao contrário de alguns outros processos de usinagem. A usinagem representa papel fundamental nos processos de fabricação dos mais variados ramos da indústria mecânica. Dentre os diversos  processos de usinagem, o fresamento constitui um dos mais importantes pela sua  produtividade e flexibilidade . Os avanços tecnológicos nas áreas de ferramentas e equipamentos tornam o fresamento cada vez mais abrangente e competitivo, atingindo níveis de tolerâncias dimensionais cada vez mais exigentes. Além disso, os excelentes níveis de acabamento e a obtenção de geometrias complexas possibilitam a constante ampliação de sua aplicação na manufatura. A evolução dos materiais de corte e das máquinas possibilitaram a aplicação do corte a altas velocidades em produção, a partir da década de 1980. Desde então o uso do fresamento se difundiu principalmente em três áreas da manufatura: na fabricação de autopeças, na indústria aeroespacial e na  produção de moldes e matrizes.Em todos eles o principal fator que impulsionou sua aplicação foi a redução de tempos de fabricação, seja do próprio processo de fresamento ou de processos de acabamento posteriores. O fresamento se difundiu, também pela redução dos tempos de usinagem, mas  principalmente por que possibilitou o uso de ferramentas de diâmetros pequenos e conseqüentemente a obtenção de geometrias mais próximas da geometria final da peça. Isto possibilita reduzir ou eliminar a operação posterior de eletroerosão e também diminuir o tempo de polimento, ajustagem final. O desenvolvimento da tecnologia tornou possível a usinagem de materiais duros, dispensando etapas posteriores de tratamento térmico. Como conseqüência destes fatos, as aplicações foram impulsionadas pelos grandes volumes de fabricação, pelas necessidades especiais na usinagem de materiais endurecidos ou grandes volumes de remoção de material.

4

2 - FRESADORAS As fresadoras são máquinas de movimento contínuo, destinadas a usinagem de materiais, onde se removem os cavacos por meio de uma ferramenta de corte chamada fresa, a operação de retirada de cavacos é chamada de fresameto. Desde que apareceram até hoje, tem apresentado uma evolução construtiva notável que permite uma faixa muito ampla de operações. As fresadoras, para alcançar o maior rendimento, devem ter uma arquitetura que as torne sólidas, porque o mandril porta-fresa é submetido a esforços notáveis de torção,  pois a ferramenta ataca, com suas arestas cortantes, um amplo arco de material na superfície das peças. Tais esforços variam também com a intensidade, segundo uma freqüência que pode redundar em vibrações danosas para a máquina, se esta não for suficientemente robusta A ferramenta de trabalho da fresadora é classificada de fios múltiplos e se poder montar num eixo chamado portafresas. As combinações de fresas de diferentes formas conferem à máquina características especiais e, sobretudo vantagens sobre outras máquinas-ferramenta. Uma das principais características da fresadora é a realização de uma grande variedade de trabalhos tridimensionais. O corte pode ser realizado em superfícies situadas em planos paralelos, perpendiculares, ou formando ângulos diversos: construir ranhuras circulares, elípticas, fresagem em formas esféricas, côncavas e convexas, com rapidez e precisão. Algumas das características que podem nos dar idéia da máquina estão citadas abaixo: Comprimento e largura da mesa; Giro da mesa em ambos os sentidos; Máximo deslocamento longitudinal da mesa; Máximo deslocamento transversal da mesa; Máximo deslocamento vertical do suporte da mesa; Máxima altura da superfície da mesa em relação ao eixo principal; Maiores e menores números de RPM do eixo principal; Avanços da mesa em mm/min; Velocidade e potencia do motor; Peso que a maquina suporta sobre a mesa. Estas características são as que permitem identificar a máquina nos catálogos comerciais, onde são explicadas com detalhes. A operação de fresamento se diferencia onde a ferramenta gira, proporcionando o corte. A mesa, na qual a peça é fixada, pode controlar os movimentos de avanço deixando a peça de acordo com o projeto.          

2.1  –  Tipos de Fresadoras As fresadoras se distinguem pela disposição do eixo árvore e pelas  possibilidades de movimento da peça. A fresadora horizontal, mostrada na Fig. 2.1, utiliza a fresa montada sobre em eixo horizontal. É utilizado para trabalho de faceamento na horizontal e para efetuar ranhuras e perfis retilíneos. A ferramenta mais empregada é a fresa cilíndrica.

5

Figura 2.1 - Fresa Horizontal.

A fresadora universal, mostrada na Fig. 2.2, é uma derivada da fresadora horizontal. Pode utilizar as fresas tanto em árvores horizontais como em verticais,  podendo inclinar horizontalmente a mesa. Além dos serviços normais da fresadora horizontal, também pode efetuar ranhuras helicoidais sobre superfícies cilíndricas e setores circulares perfilados.

Figura 2.2 –  Fresadora Universal.

6

A fresadora Vertical, mostrada na Fig. 2.3, dispõe somente do eixo árvore vertical. São máquinas muito robustas e empregadas em serviços com necessidade de grandes potenciais. Isto tudo devido à grande rigidez permitida pela forma da coluna e  pela disposição da cadeia cinemática (engrenagens, eixos e rolamentos). Servem para facear e efetuar ranhuras e perfitados retilíneos ou circulares.

Figura 2.3 –  Fresadora Vertical.

As fresadoras especiais enquadram-se na classe das fresadoras que se destinam a trabalhos específicos. Por exemplo, fresadora copiadora, cortadora de rodas dentadas, ferramenteira, etc. A fresadora Ferramenteira, mostrada na Fig. 2.4 é uma máquina muito versátil, com movimentos no cabeçote vertical e horizontal na mesa. É aplicada para trabalho em  peças pequenas e com formato complicado. A mesa oferece também inclinação na vertical.

Figura 2.4 –  Fresadora Ferramenteira.

7

As fresadoras Faceadoras, mostrada na Fig. 2.5, são usadas no faceamento de  peças em grandes lotes. São máquinas muito robustas e de poucos recursos gerais.

Figura 2.5 –  Fresadora Faceadora.

A fresa Duplicadora ou Copiadora, mostrada na Fig. 2.6, é também chamada de máquina fresadora com copiador automático. Ela possibilita o terceiro movimento, que é à operação executada pela contornadora. O gabarito usado nesta máquina deve ser uma réplica em três dimensões da peça a ser executada.

Figura 2.6 –  Fresadora Duplicadora ou Copiadora.

8

2.2  –  Principais Acessórios para Fresadoras Os principais acessórios utilizados em operações de fresamento relacionam-se à fixação da peça na mesa de trabalho. São elas:

Figura 2.7 - Parafusos e grampos de fixação

Figura 2.8 –  Calços

Figura 2.9 - Cantoneiras de ângulo fixo ou ajustável

Figura 2.10 –  Morsas

9

„

Figura 2.11 –  Mesa divisora

Figura 2.12 - Divisor universal e contraponto

A instalação de alguns acessórios, na mesa de trabalho da fresadora, deve ser realizada com muita atenção para evitar erros dimensionais na usinagem. O exemplo clássico é a instalação de uma morsa. Após sua fixação na mesa deve-se fazer seu alinhamento, com auxílio de um relógio comparador, apalpando o seu mordente fixo que deverá ficar paralelo ao movimento da mesa. Também é necessário verificar se não há cavacos que mantenham a morsa ligeiramente inclinada no plano paralelo ao chão. Outro conjunto de acessórios de grande importância está relacionado com a fixação das ferramentas. Como já foi mencionado, o eixo árvore possui em sua extremidade um cone e chavetas. Neste cone pode-se fixar um mandril ou uma ferramenta de haste cônica. Para garantir a fixação utiliza-se uma haste roscada que atravessa a árvore. As chavetas evitam o deslizamento. Existem ferramentas de haste cônica que podem ser fixadas diretamente no cone de fixação do eixo-árvore, que pode ser Morse (menor esforço) ou ISO (maior fixação).  Normalmente se tratam de ferramentas relativamente grandes. Para fixarem-se ferramentas menores, que possuem outra dimensão de cone, utiliza-se um mandril adaptador, como mostrado na Fig. 2.13. Nesta mesma figura pode-se observar na ponta do mandril a rosca onde se fixa a haste roscada.

10

Figura 2.13 - Mandril adaptador para ferramentas de haste cônica

Com relação ao mandril, podem-se ter três tipos: universal (Jacobs), porta-pinça e porta-ferramenta. O mandril universal é muito utilizado em furadeiras manuais, mas também pode ser utilizado em fresadoras, mas com ressalvas. Só podem ser fixadas ferramentas de haste cilíndrica e cujo esforço não seja elevado, pois a pressão não será suficiente. A Fig. 2.14 apresenta um mandril Jacobs.

Figura 2.14 - Mandril universal tipo Jacobs

O mandril porta-pinça possui modo de trabalho similar ao Jacobs, mas permite uma força de fixação maior. Também é indicado para ferramentas de haste cilíndrica. A  pinça é uma peça única com um furo central no diâmetro da haste a ser fixada e com diversos cortes longitudinais que lhe dão flexibilidade de fechar  este furo em alguns décimos de milímetro. Este mandril é composto de duas partes. A primeira, que é o mandril propriamente dito, possui uma cavidade que receberá a pinça. Esta cavidade  possui uma superfície cônica de igual formato da pinça. A segunda parte é denominada de porca, e é rosqueada no mandril. A Fig. 2.15 ilustra um mandril porta-pinça e dois modelos de pinça. Durante o rosqueamento a porca força a pinça a entrar na cavidade do mandril, e devido à forma cônica, obriga a pinça a se fechar e fixar a ferramenta.

Figura 2.15 - Mandril porta pinça e dois modelos de pinças

11

Para ferramentas de maior porte, e conseqüentemente, maior esforço de usinagem, é necessário uma maior garantia de que não haja um deslizamento entre o mandril e a própria ferramenta. Nestes casos o mandril possui chavetas, que podem ser transversais (quando o mandril é curto) ou longitudinais. A Fig. 2.16 apresenta alguns modelos de mandril.

Figura 2.16 - Alguns modelos de mandril

A Fig. 2.17 apresenta um mandril curto com chaveta longitudinal. A Fig. 2.18 ilustra o mandril curto com chaveta transversal. A Fig. 2.19 apresenta um mandril portafresa longo com chaveta longitudinal, também denominado de eixo porta-fresa de haste longa.

Figura 2.17 - Mandril porta-fresa curto com chaveta longitudinal

Figura 2.18 - Mandril porta-fresa curto com chaveta transversal

12

Figura 2.19 - Mandril porta-fresa longo com chaveta longitudinal

3  –  FRESA São ferramentas rotativas para usinagem de materiais, constituídas por uma série de dentes e gumes, geralmente dispostos simetricamente em torno de um eixo. Os dentes e gumes removem o material da peça bruta de modo intermitente, transformando-a numa peça acabada, isto é, com a forma e dimensões desejadas.

3.1  –  Classificações das Fresas A classificação das fresas pode ser realizada segundo vários critérios.

3.1.1 - Quanto ao Método de Fresamento 3.1.1.1  –  Fresa para fresamento periférico (Tangencial)

 No fresamento periférico, a superfície usinada, gerada por dentes e gumes localizados na periferia do corpo da ferramenta, situa-se, de modo geral, num plano  paralelo ao eixo da fresa. O fresamento periférico ou tangencial usualmente é realizado em fresadoras com eixo árvore na posição horizontal. A largura de corte geralmente é substancialmente maior do que a penetração de trabalho. A superfície usinada é gerada  pelo gume principal.

13

Figura 3.1 –  Fresa Cilíndrica.

3.1.1.2  –  Fresa Para Fresamento Frontal:

 No fresamento frontal, a superfície usinada resulta da ação combinada dos gumes localizados na periferia e na face frontal da fresa, esta geralmente em ângulo reto ao eixo da ferramenta. A superfície fresada é plana, sem qualquer relação com o contorno dos dentes, salvo na fresagem contra um ressalto. O fresamento frontal, pela sua alta produtividade, deve ser preferido sempre que possível.

Figura 3.2 –  Fresa Cilíndrico-frontal.

14

3.1.2  –  Quanto ao Tipo de Construção das Fresas 3.1.2.1  –  Fresa Inteiriça:

As fresas inteiriças são feitas de uma só peça, usualmente de aço rápido, na qual são executadas, por usinagem, a forma e o número de dentes, sendo os ângulos de saída e de incidência construídos por retificação após a têmpera. Dependendo das dimensões, as fresas inteiriças tem um menor custo inicial, razão pela qual são ideais para  produções pequenas e para uso geral nas ferramentarias.

Figura 3.3 –  Fresa Inteiriça.

3.1.2.2  –  Fresa Calçada:

São fresas constituídas de um corpo (cabeçote) de aço cujos dentes são fixados  por processos de soldagem . Os dentes são de aço rápido ou metal duro. A vantagem é que o corpo da fresa é feito de material mais barato, porém menos resistente ao desgaste.

15

Figura 3.4 –  Fresa com Dentas Soldados.

3.1.2.3  –  Fresa com Dentes Substituíveis:

São fresas constituídas de um corpo de aço, no qual são montados dentes constituídos de um mesmo material ou de uma combinação de materiais. A fixação dos dentes normalmente se dá com auxílio de parafusos, sendo que estes dentes podem ser reposicionados sobre o corpo.

Figura 3.5 –  Fresa com Pastilhas Indexáveis.

16

3.1.3  –  Quanto a Forma Geométrica das Fresas 3.1.3.1  –  Fresa Cilíndrica:

Estas fresas só cortam na periferia cilíndrica, gerando superfícies planas  paralelas ao eixo da ferramenta. São padronizadas, por exemplo, pela norma DIN 884, sendo caracterizadas pelo diâmetro externo, largura e tipo. Há três tipos principais: N (normal), H (para materiais duros) e W (para materiais moles). Fresas Tipo N (leve):  Para usinagem leve, com dentes paralelos ao eixo de rotação para larguras de até 19 mm. Para tamanhos maiores têm ângulos de hélice entre 15 e 25°. A Fig. 3.3 mostra um exemplo desse tipo de fresa. Fresas Tipo H (pesado):  Para usinagem pesada, com larguras superiores a 50 mm, têm ângulo de hélice de 25 a 45° para obter um impacto mais favorável na entrada e uma ação de corte mais uniforme e distribuída. A Fig. 3.1 mostra um exemplo desse tipo de fresa. Fresas Tipo W (para materiais moles):  São fresas cilíndricas com ângulo de hélice superior a 45°, com grande rendimento, indicadas para a usinagem de alumínio e metais leves em geral. As ranhuras têm grande capacidade de alojar os cavacos (dentes bem espaçados) e o ângulo de saída lateral bastante grande.

Figura 3.6 –  Fresa Cilíndrica Tipo W.

3.1.3.2  –  Fresas de Disco:

Caracterizam-se pela pequena largura e por terem, além dos dentes periféricos, gumes em uma ou ambas as laterais do disco. Distinguem-se os seguintes tipos: Com dois cortes:  empregadas na construção de fresas compostas. Possuem gumes na  periferia, em apenas uma das laterais. Com dentes retos, e três cortes:  usadas na abertura de ranhuras pouco profundas. Com dentes cruzados:  usadas para abertura de ranhuras mais fundas. Permitem maiores velocidades de corte e maiores avanços, e têm menor tendência a vibrações. Bi-helicoidais (ou em espinha de peixe):  empregadas para abertura de ranhuras  profundas em ferro fundido.

17

Acopladas reguláveis:  usadas na abertura de ranhuras profundas, com larguras ajustáveis, sendo constituídas de duas fresas de disco, encaixadas uma na outra.

Figura 3.7 –  Fresa de Disco com Dentes Cruzados.

3.1.3.3  –  Serras:

São fresas com largura reduzida, usadas para o corte de materiais. Para um melhor desempenho da ferramenta, usam-se, em geral, velocidades de corte mais altas e  pequenos avanços por dente.

Figura 8 –  Serra.

3.1.3.4  –  Fresas com Haste:

Também chamadas fresas de topo , são usadas prara facear, ranhurar, executar  bolsões, rebaixos, matrizes, gravações, rasgos de todos os tipos e tamanhos, fresar contornos. Cortam tanto na periferia como na parte frontal, podendo ser usadas em fresadoras verticais e horizontais. 18

Segue abaixo exemplos de alguns tipos de fresas com haste: Fresas de topo de haste cilíndrica:  São padronizadas pela norma DIN 844, têm de 3 a 10 gumes, dependendo do diâmetro. Os gumes de topo (secundário) em geral não se estendem até o centro da fresa.

Figura 3.9 –  Fresa de Topo com Haste Cilíndrica.

Fresas de topo de haste cônica:  São padronizadas pela norma DIN 845. Estas fresas tem cone Morse e furo roscado, para fixação em sentido axial.

Figura 3.10 –  Fresa de Topo com Haste Cônica.

Fresas de haste para ranhuras "T":  Padronizadas pela norma DIN 851. São fresas com haste cilíndrica, construídas especialmente para abrir ranhuras em T, como as usadas em mesas de máquinas-ferramenta.

19

Figura 3.11 –  Fresa de Haste para Ranhuras T.

Fresas de haste para ranhuras Woodruff:  São fresas com haste cilíndrica, especificadas  para abrir ranhuras para chavetas do tipo Woodruff. São padronizadas pela norma DIN 850.

Figura 3.12 –  Fresa de Haste para Ranhuras Woodruff.

3.1.3.5  –  Fresas Angulares:

São fresas que têm dois gumes principais, formando um ângulo entre si. São exemplos deste tipo de fresas: Fresas frontais angulares: Usadas para abrir rasgos de guias em forma de cauda de andorinha, com ângulos de 45, 50, 55 e 60°.

20

Figura 3.13 –  Fresa Frontal Angular.

Fresa prismática: Usadas para abrir guias prismáticas. Pela norma DIN 847 são  padronizados os ângulos de 45, 60 e 90°.

Figura 3.14 –  Fresa Prismática.

Fresa angular para ferramentaria:  Destina-se ao fresamento de ranhuras retas (angular simples) e helicoidais (bi-angular) em ferramentas.

21

Figura 3.15 –  Fresa Angular para Ferramentaria.

Fresas angulares com haste cilíndrica:  São fresas usadas em ferramentarias. Têm a forma de uma cauda de andorinha.

Figura 3.16 –  Fresa Frontal Angular com Haste Cilíndrica.

3.1.3.6  –  Fresas com Perfil Constante (Detalonadas):

Apresentam um ângulo de incidência constante, geralmente obtido por detalonamento, em torno ou retífica, dando forma de espiral ao traço do plano de incidência. São usadas para produzir formas complexas. O perfil da fresa mantém sempre a mesma forma nas reafiações, que são feitas pela face (superfície de saída) dos dentes. A fresa de forma pode ser inteiriça ou o perfil da fresa pode ser obtido pela  justaposição de várias fresas (trem de fresas), conforme exemplos a seguir: Fresas Convexas: Usadas para fresar ranhuras semicirculares com raios de 1 a 20 mm. 22

São padronizadas pela norma DIN 856.

Figura 3.17 –  Fresa Detalonada Semicircular Convexa.

Fresas Côncavas: Podem ser inteiriças ou acopladas (bipartidas). Usadas para executar superfícies semicirculares, com raios de 0,5 até 20 mm. São padronizadas pela norma DIN 855.

Figura 3.18 - Fresa Detalonada Semicircular Côncava.

Fresas de Arredondar Cantos:  São fresas de um quarto de círculo, usadas para arredondar cantos.

23

Figura 3.19 –  Fresa de Arredondar Cantos.

Fresas de Módulo: São fresas detalonadas para abertura dos rasgos de engrenagens. São fornecidas de acordo com o módulo de engrenagens a fresar em jogos de 8 ou 15 fresas, cada qual para engrenagens com um número específico de dentes.

Figura 3.20 –  Fresa Módulo (para Engrenagens).

24

3.1.4  –  Quanto ao tipo de flanco ou superfície de incidência das fresas 3.1.4.1 –  Fresas com Superfície de Incidência Fresada:

Como exemplo deste tipo de ferramenta, temos as fresas cilìndricas ou periféricas, fresas de disco e também as fresas de topo. Dentre as várias aplicações destas, pode-se citar o rebaixo de superfícies (fresas cilíndricas), abertura de ranhuras (fresas de disco) e faceamento e fresamento de contornos (fresas de topo).

Figura 3.21 –  Fresa Cilíndrica de Dentes Fresados.

3.1.4.2 –  Fresas com Superfície de Incidência Detalonada:

Comumente fresas de forma de perfil constante (ver item 3.6) têm a superfície de incidência detalonada. Estas fresas são usadas para produzir formas complexas, como superfícies ou ranhuras semicirculares, arredondamento de cantos e fresamento de engrenagens. Estas ferramentas também são usadas para usinagem de formas especiais, como chaves de boca, canais de brocas, alargadores e fresas. A Fig. 3.17 mostra um exemplo desse tipo de fresa.

3.1.5  –  Quanto à forma dos dentes das fresas e dos canais entre os dentes 3.1.5.1  –  Fresas com Dentes e Canais Retos:

 Nas fresas com dentes e canais retos, isto é, paralelos ao eixo da fresa, os gumes saem e entram em corte bruscamente na peça, gerando maiores impactos e variações na velocidade e na potência de corte do que as fresas com dentes e canais helicoidais. Como exemplo deste tipo de ferramenta, temos alguns tipos de fresas cilíndricas, fresas de disco, fresas com haste e fresas detalonadas. A Fig. 3.4 mostra um exemplo desse tipo de fresa.

25

3.1.5.2  –  Fresas com Dentes e Canais Helicoidais (helicoidais à direita ou à esquerda):  Nas fresas com dentes e canais helicoidais, os gumes penetram progressivamente na peça, produzindo um corte mais suave e contínuo. Por outro lado, gera-se um esforço axial na fresa, que pode tentar tirar a ferramenta ou o mandril do cone de acionamento. Em fresas helicoidais, distinguem-se: hélice direita: olhando a fresa de cima, os canais fogem para a direita. hélice esquerda:  olhando a fresa de cima, os canais fogem para a esquerda. Fresas cilíndricas helicoidais, fresas de disco de dentes cruzados, fresas de topo e fresas cilíndrico-frontais são exemplos deste tipo de ferramenta. Elas são usadas nas mais variadas operações de fresamento, como desbaste, abertura de ranhuras e usinagem de matrizes. A Fig. 3.1 mostra um exemplo desse tipo de fresa.

3.1.5.3  –  Fresas com Dentes e Canais Bi-helicoidais:

Fresas com dentes alternadamente para a direita e para a esquerda são chamadas  bi-helicoidais. Podem ser compostas pela montagem de duas fresas de hélices opostas (para equilibrar a força axial gerada), ou podem ser constituídas de um corpo único (como exemplo, temos a fresa de disco bi-helicoidal). São usadas em operações de desbaste, rebaixo de superfícies e abertura de ranhuras profundas.

Figura 3.22 - Fresa cilíndrica acoplada de hélices opostas.

3.1.6  –  Quanto ao sentido de corte das fresas 3.1.6.1  –  Fresa com Sentido de Corte à Esquerda:

Para identificar o sentido de corte, deve-se observar o topo da fresa, olhando em direção ao seu eixo. Se a fresa corta girando em sentido anti-horário, fala-se em corte à esquerda. A Fig. 3.1 mostra um exemplo desse tipo de fresa.

3.1.6.2  –  Fresa com Sentido de Corte à Direita:

 Nesta fresa, olhando o topo da mesma em direção ao seu eixo, se observa que a ferramenta corta girando em sentido horário, portanto, sentido de corte à direita. 26

A Fig. 3.6 mostra um exemplo desse tipo de fresa.

3.1.7  –  Quanto à montagem ou fixação das fresas na máquina 3.1.7.1  –  Montagem sobre um eixo auxiliar (sobre mandril):

A fixação de fresas cilíndricas tangenciais (com gumes localizados na periferia) são um exemplo deste tipo de montagem. O eixo auxiliar (que está acoplado ao eixo árvore através de um parafuso central) proporciona a fixação da ferramenta através de uma chaveta. A função da chaveta é evitar que a ferramenta gire ao redor do eixo (mandril).

Figura 3.23 - Fresa cilíndrica tangencial montada sobre eixo auxiliar.

3.1.7.2  –  Montagem através da haste da ferramenta:

As fresas são montadas através da própria haste com o auxílio de uma pinça (no caso de fresas com haste cilíndrica), ou com o auxílio de um cone-morse (no caso de fresas com haste cônica). Também podemos ter a montagem de fresas com haste cônica diretamente na máquina, dependendo do tamanho do cone. Montagem de fresa com haste cilíndrica: As fresas com haste cilíndrica são montadas com um dispositivo auxiliar (cone porta-pinça), acoplado no eixo árvore da fresadora (o eixo tem um encaixe cônico, sendo, deste modo, necessário o uso do dispositivo). Dentro do dispositivo temos a pinça, que serve para fixar a ferramenta evitando que esta se solte em uma operação de fresamento.

27

Figura 3.24 –  Fresa com haste cilíndrica montada com auxílio de pinça.

Figura 3.25 –  Montagem da fresa com haste cilíndrica em corte.

Montagem de fresa com haste cônica:  As fresas com haste cônica, quando de dimensões reduzidas, também são montadas com auxílio de um dispositivo (um cone de redução) acoplado no eixo árvore da fresadora (Fig. 3.26). Se a ferramenta possuir dimensões maiores, pode-se montá-la diretamente na máquina (Fig. 3.27).

Figura 3.26 –  Montagem de fresa com haste cônica auxiliada por dispositivo.

28

Figura 3.27 –  Montagem de fresa com haste cônica diretamente na máquina

3.1.7.3  –  Montagem com auxílio de parafusos e chavetas (fresas frontais):

As fresas montadas com parafusos e chaveta (como é o caso das fresas frontais), também são acopladas no eixo árvore da fresadora com o auxílio de um dispositivo (mandril porta-fresa) quando de dimensões reduzidas (Fig. 3.28). Quando estas são de maior tamanho, podem ser montadas diretamente na máquina.

Figura 3.28 –  Fresa frontal montada com o auxílio de dispositivo.

3.1.8  –  Quanto à aplicação das fresas 3.1.8.1  –  Para usinagem de rasgos e canais diversos:

Essas ferramentas são usadas para executar as mais variadas operações de fresamento, como usinagem de ranhuras (ou rasgos), rebaixos, faceamento e contornos. A seguir alguns exemplos de aplicações: Fresa de disco - aplicada para usinagem de ranhuras, rebaixos e contornos:  As fresas de disco,  por serem de diversas formas e tamanhos, além da possibilidade de poderem ser montadas como um trem de fresas, são aplicadas nas mais variadas operações de usinagem. Na Fig. 3.29, fresas de disco acopladas (trem de fresas), executando um tipo de perfil (contorno) em uma peça. 29

Figura 3.29 –  Fresas de disco acopladas executando contorno (rebaixo) em peça prismática.

Fresa de topo - aplicada na usinagem de rasgos, contornos, rebaixos, etc.:  As fresas de topo são usadas para facear, ranhurar, executar bolsões, rebaixos, matrizes, gravações, rasgos de diferentes tipos e tamanhos e fresar contornos. Na Fig. 3.30 tem-se a ferramenta executando um fresamento de canto a 90° em uma peça.

Figura 3.30 –  Fresa de topo executando fresamento de canto a 90°.

Fresa cilíndrico-frontal - aplicada na usinagem de ranhuras e contornos:  São semelhantes às fresas de topo, porém não têm haste de fixação própria. São fresas que são montadas em hastes padronizadas. Na Fig.3.31, temos a ferramenta executando uma operação de fresamento de canal em cheio.

30

Figura 3.31 –  Fresa cilíndrico-frontal executando fresamento de canal em cheio.

Fresa detalonada - aplicada na usinagem de formas complexas:  As fresas detalonadas podem ser inteiriças (quando a fresa já tem a forma do perfil a ser produzido) ou o perfil a fresar pode ser obtido pela justaposição de várias fresas (trem de fresas), formando assim o perfil desejado. Na Fig. 3.32 temos uma fresa executando uma superfície semicircular convexa.

Figura 3.32 –  Fresa detalonada executando uma superfície semicircular convexa.

3.1.8.2 Para usinagem de rebaixos para chavetas:

 Na usinagem de rebaixos para chavetas podemos utilizar vários tipos de fresas (como as de topo com haste cilíndrica), dependendo do tipo de chaveta que será usinada. As fresas com haste para ranhuras Woodruff são um exemplo de ferramenta  para abrir ranhuras para chavetas. Na Fig.3.33, podemos visualizar a ferramenta executando uma chaveta do tipo Woodruff.

31

Figura 3.33 –  Fresa executando ranhura para chaveta tipo Woodruff.

3.1.8.3  –  Para usinagem de guias de máquinas:

 Na usinagem de guias para máquinas temos a possibilidade de aplicação de diversos tipos de ferramentas, dependendo do tipo de guia a ser obtida. A seguir temos alguns exemplos de ferramentas que são utilizadas na fabricação de guias de máquinas: Fresas para ranhuras T - aplicadas na usinagem de ranhuras em T:  São fresas com haste cilíndrica, construídas especialmente para abrir ranhuras em T, como as usadas em mesas de máquinas-ferramenta. Este tipo de ranhura tem de ser executada em duas etapas distintas de usinagem. Na Fig. 3.34, temos o conjunto de operações realizadas  para obter o perfil da ranhura. Em (a), uma fresa de topo executa a abertura do canal,  possibilitando assim que a fresa para ranhura T (b) execute o perfil em forma de T.

Figura 3.34 –  Fresas executando ranhura em forma de T para guia de máquina-ferramenta.

32

Fresas frontais angulares - aplicadas na abertura de ranhuras em forma de cauda de andorinha: Estas ferramentas são aplicadas para abertura de guias de máquinas em forma de cauda de andorinha, com ângulos de 45, 50, 55 e 60°. Na Fig. 3.35, temos uma fresa frontal angular executando uma ranhura tipo cauda de andorinha em uma peça de máquina ferramenta.

Figura 3.35 –  Fresa frontal angular executando a usinagem de ranhura em forma de cauda de andorinha.

Fresas prismáticas - aplicadas na abertura de guias (ranhuras) prismáticas:  Estas fresas são usadas na abertura de guias prismáticas para máquinas. Na Fig. 3.36, temos a ferramenta executando a usinagem de uma guia prismática (em forma de "V") em uma  peça.

Figura 3.36 –  Fresa prismática executando guia de máquina.

33

3.1.8.4  –  Para usinagem de engrenagens:

Estas ferramentas, chamadas fresas de módulo, são aplicadas na abertura dos dentes de engrenagens. Na Fig. 3.37 a fresa detalonada está executando a abertura de rasgos para formar uma engrenagem com dentes retos.

Figura 3.37 –  Fresa de módulo executando a usinagem de uma engrenagem.

3.1.8.5  –  Para usinagem de roscas:

Estas ferramentas são aplicadas na abertura de roscas em parafusos e porcas. Na Fig. 3.38 a fresa está executando a abertura de uma rosca em um parafuso.

Figura 3.38 –  Fresa executando abertura de rosca em um parafuso.

3.1.8.6  –  Para realizar rebaixos em superfícies:

Têm-se várias ferramentas que podem realizar rebaixos em superfícies de peças. O uso de cada tipo de ferramenta depende do tipo de operação de fresamento que se  pretende realizar. Na Fig. 3,39, temos na mesma peça três ferramentas diferentes executando rebaixos em sua superfície. A ferramenta (a) é uma fresa cilíndrica tangencial, a (b) é uma fresa cilíndrico-frontal e a (c) é uma fresa de topo com haste cilíndrica.

34

Figura 3.39 –  Fresas executando rebaixos na superfície da peça.

4 - FRESAMENTO A operação de fresamento é uma das mais importantes no processo mecânico de fabricação. A operação consiste em remover cavaco de um material com a finalidade de construir superfícies planas retilíneas ou com uma determinada forma. Existem dois tipos principais de fresamento: fresamento frontal ou de topo e fresamento tangencial.

4.1 - Fresamento frontal  No fresamento frontal, a superfície da peça usinada está em um plano paralelo ao eixo da ferramenta. O fresamento é um resultado da ação dos gumes localizados na frontal e  periferia da fresa. Para essa usinagem recomenda uma penetração de três quartos a dois terços do diâmetro da fresa. Com isso, a espessura de cavaco na entrada será igual ou maior que 80% do avanço por dente e o impacto inicial se dará afastado do gume, ou seja, em um ponto Menos vulnerável. Na fresamento frontal, a ferramenta tem seu eixo perpendicular à superfície da peça usinada. Esses dois métodos de fresamento discutidos acima ainda se dividem em concordante, discordante e fresamento combinada.

Figura 4.1 –  Fresamento Frontal.

35

4.2 - Fresamento tangencial Fresamento tangencial é a operação na qual os dentes ativos estão na superfície cilíndrica da ferramenta e o eixo da fresa é paralelo à superfície que está sendo gerada. As fresas são chamadas de cilíndricas ou tangenciais. Levando em consideração o movimento de avanço da peça e a rotação da ferramenta pode ter dois tipos de movimento de usinagem: Movimento discordante: a ferramenta gira no sentido contraria do deslocamento da peça;

4.2.1. Fresamento concordante ou para baixo  Nesse caso, os movimentos de corte da ferramenta e de avanço da peça têm o mesmo sentido, iniciando com a espessura máxima de cavaco. Segundo Stemmer, as vantagens da fresamento concordante são as seguintes: A força de corte entra na peça forçando-a contra a mesa, enquanto na fresamento discordante a força de corte tende a levantar a peça, fazendo com que peças finas (por exemplo, chapas) percam seu apoio na mesa ou vibrem; Vida mais longa da ferramenta (menor desgaste); Melhor acabamento superficial; Menor força e potência de avanço; Caminho mais curto do gume, durante o corte. Esta redução é, em média, da ordem de 3% com redução correspondente do desgaste da ferramenta. 

   

Figura 4.2 –  Fresamento Concordante.

4.2.2 - Fresamento discordante ou para cima  Nesse caso, os movimentos de avanço e corte tem sentidos opostos, iniciando com a espessura mínima de cavaco. O processo de corte inicia-se com a espessura mínima de cavaco que é encruada pela compressão peça-ferramenta. Depois de atingir uma espessura adequada é que o cavaco passa a ser cortado. Isso gera um escorregamento do gume sobre a peça e um conseqüente maior desgaste da ferramenta. O fresamento discordante deve ser usada para casos especiais em que ocorre a folga entre o fuso e a castanha de comando de avanço da mesa da fresadora. Essa folga  para a fresagem 8 concordante gera um cavaco mais espesso que o esperado, causando a  possível quebra dos dentes ou pastilhas. Outro motivo é quando a superfície usinada  possui resíduos de areia, escamas, irregularidades grande. O fresamento discordante nesse caso penetra abaixo da camada indesejável e evita o efeito desfavorável sobre a vida da ferramenta.

36

Figura 4.3 –  Fresamento Discordante.

4.2.3 - Fresamento Periférico  No fresamento periférico, a superfície da peça usinada encontra-se em um plano  paralelo ao eixo da ferramenta em que a largura de corte é maior do que a penetração de trabalho. Usualmente realiza-se esse fresamento em fresadoras com eixo horizontal.

Figura 4.4 –  Fresamento Periférico.

5 - ESCOLHA DA FRESA 5.1 - Fresadora vertical

Figura 5.1 –  Fresadora Vertical.

5.1.1 - Fresamento de Ranhuras e Contornos: Utilizam-se fresam cilíndrico-frontais combinando uma ação dos gumes da  periferia e da face frontal da fresa.

37

Figura 5.2 –  Fresamento de Ranhuras.

5.1.2 - Fresamento de Ranhuras (chavetas): Fresas de base cilíndrica, utilizadas para abrir ranhuras para chavetas do tipo woodruff.

Figura 5.3 –  resamento de Ranhuras.

5.1.3 - Fresamento de Guias prismáticas:

É padronizada utilização de uma fresa em 45º, 60º e 90º.

Figura 5.4 –  Fresamento de Guias Prismáticas.

5.1.4 - Fresamento de Ranhuras com perfil constante: Pode ser inteiriças ou perfil a fresar pode ser obtido pela justaposição de várias fresas, formando assim o perfil desejado.

38

Figura 5.5 –  Fresamento de Ranhuras em Perfil Constante;

5.1.5 - Fresamento de Canais: Utiliza-se a fresa de disco, por terem diversas formas e tamanhos

Figura 5.6 –  Fresamento de Canais.

5.1.6 - Fresamento de Roscas:

Para a abertura de roscas em parafusos e porcas utilizam-se as fresas de mandril.

Figura 5.7 –  Fresamento de Roscas

39

5.2 - Fresadora horizontal

Figura 5.8 –  Fresadora Horizontal.

5.2.1 - Fresamento frontal:

A superfície fresada é plana. Podem-se usar vários tipos de ferramentas para essa operação como fresas de topo e as cilíndricas;

Figura 5.9 –  Fresamento Frotal.

5.2.2 - Fresamento de Cantos a 90º:

Podemos utilizar a fresa de topo de haste cilíndrica, posicionada para o corte a

90º

Figura 5.10 –  Fresamento de Cantos a 90°.

5.2.3 - Fresamento de Ranhuras em T:

Para realizar esta operação, primeiro deve-se abrir o canal da ranhura com uma fresa de topo, para depois utilizar a fresa de haste para ranhura T e executar a forma. A Fig. 3.34 mostra um exemplo desse tipo de fresamento.

5.2.4 - Fresamento de Guias em forma de calda de andorinha:

Utiliza-se uma fresa frontal angular com ângulos de 45º, 50º, 55º e 60º.

40

Figura 5.10 – Fresamento de Guias

em Forma de Calda de Andorinha.

5.2.5 - Fresamento de canais: Operação feita com a fresa de topo, tanto a de haste cilíndrica quanto com haste cônica.

Figura 5.11 –  Fresamento de Canais.

5.2.6 - Fresamento de Faceamento:

Utilizado para desbaste e rebaixos, gerando superfícies planas perpendiculares ao eixo da ferramenta.

Figura 5.12 –  Fresamento de Faceamento.

41

5.3 - Fresamento de engrenagens

Figura 5.13 –  Mecanismos para o Fresamento de Engrenagens.

Permitem usinar quadrados, hexágonos, rodas dentadas e também utilizado para fresar engrenagens, que são fabricadas com fresas de perfil constante chamadas de fresa módulo. O módulo de uma engrenagem é o quociente entre o diâmetro primitivo e o número de dentes, como mostra a Fig. 5.14.

42

Figura 5.14 –  Relação entre o Número de Dentes e o Diâmetro Primitivo.

Para fresar engrenagens faz-se o cálculo do número de furos que o disco do aparelho divisor deve ter. A relação do divisor é de 40:1  –  60:1 –  80:1 –  120:1. A mais utilizada, e disponível é 40:1. Relação do Divisor = 40.

5.3.1  –  Tipos de Divisão Existem três tipos de divisão do cabeçote divisor: Direta ou elementar; Indireta; Diferencial.   

5.3.1.1  –  Divisão Direta ou Elementar Satisfatória para um pequeno número de divisões, só permite divisão em número de partes que sejam submúltiplos das quantidades de ranhuras ou furos existentes no  prato divisor. Ex.: supondo um prato que tenha uma carreira de 24 furos ou ranhuras,  podemos executar as seguintes divisões: 2, 3, 4, 6, 8, 12 e 24. O prato divisor pode conter mais de uma carreira de furos e furos em ambas as faces, de modo a propiciar mais recursos. O prato divisor pode ser intercambiável, cada um com um determinado número de ranhuras ou furos. Após cada divisão, o prato é bloqueado na nova posição  por meio de pino. Ex.: usinagem de um sextavado com um prato de 24 furos, a árvore deve girar quatro furos ou ranhuras para cada operação de fresagem. nf = nprato / nd nf = número de furos ou ranhuras a deslocar no prato divisor em cada operação nprato = número de furos ou ranhuras existentes no prato divisor nd = número de divisões a realizar

43

5.3.1.2  –  Divisão Indireta A divisão indireta é mais utilizada que a divisão direta, pois permite maior número de divisões. O nome divisão indireta provém do sistema de transmissão de movimento do manípulo para a árvore. Para fazer uma divisão indireta simples, utilizase a seguinte equação: n

 RD 

 Z 

 

(1)

Onde: RD é a relação do divisor, Z é o número de divisões a efetuar.

5.3.1.3  –  Divisões Diferenciais Conforme vimos, a divisão indireta exige uma grande quantidade de discos com variados números de furos. Quando não há maneira de utilizar a divisão indireta (p. ex., quando não é um número primo), devemos optar pela divisão diferencial. O processo da divisão diferencial consiste em fazer o prato sofrer um pequeno deslocamento enquanto a manivela percorre os seus furos, obrigando-a a andar mais ou menos, isto é, a dividir em menor ou maior número de partes. O prato recebe o movimento de rotação da árvore do divisor, por meio de um trem de engrenagens; tal movimento pode realizar-se no mesmo sentido ou no sentido oposto ao movimento da manivela.

6  –  DESGASTE DA FERRAMENTA NO FRESAMENTO Além dos diversos fenômenos que causam o desgaste da ferramenta de usinagem, o fresamento possui algumas características peculiares que auxiliam o  processo de desgaste e/ou avaria da ferramenta. São elas:

6.1  –  Variações da Temperatura:

Quando uma dada aresta está em contato com a peça realizando o corte, esta se aquece. Devido à espessura de corte variável, a distribuição de temperatura é irregular. Quando a aresta sai da peça e passa a girar em alta velocidade em contato com o ar, se resfria. Este resfriamento é mais drástico quando se está utilizando fluido de corte de alta capacidade refrigerante, como é o caso dos fluidos aquosos. Logo em seguida, volta a entrar na peça e a se aquecer. Essas variações cíclicas de temperatura, que ocorrem várias vezes por segundo dependendo da rotação da fresa, resultam em tensões que  podem causar as trincas térmicas. Por isso, quando se utiliza ferramenta de metal duro em fresamento, sua vida é geralmente maior no corte a seco, que na presença de fluido de corte aquoso.

44

6.2 –  Variação dos Esforços Mecânicos:

 No momento de entrada no corte, a aresta sofre um impacto, pois as forças de corte crescem rapidamente e depois variam conforme a direção e espessura do cavaco. Isso poderá causar trincas por fadiga no material. A somatória das trincas de origem térmica com as de origem mecânica resultam num tipo de formação na cunha cortante da ferramenta denominada sulco em forma de  pente. Essas características exigem maior cuidado com a tenacidade e resistência ao choque térmico da pastilha, bem como com o dimensionamento da geometria da ferramenta a fim de que ela possa resistir a esses fenômenos.

7  –   ESCOLHA DAS CONDIÇÕES DE USINAGEM E DO NÚMERO DE DENTES DA FRESA Os principais fatores a serem levados em conta na seleção das condições de usinagem no fresamento e do número de dentes da fresa são:

7.1 –  Profundidade de Usinagem:

Do ponto de vista econômico, deve-se usar a maior profundidade de usinagem  possível, já que esta influencia pouco no desgaste da ferramenta e seu aumento provoca um aumento proporcional na remoção de cavaco. Assim, em fresas frontais, deve-se utilizar ao máximo o comprimento das arestas. Deve-se obedecer à recomendação de que o comprimento de corte não deve exceder a 2/3 do comprimento total da aresta da  pastilha, para evitar vibrações. Existem outros fatores que limitam o emprego de  profundidades de usinagem grandes, como por exemplo, a potência e a rigidez da máquina, rigidez da peça e da fixação e acabamento superficial da peça;

7.2  –  Penetração de Trabalho:

À medida que a penetração de trabalho cresce, aumenta o ângulo de contato fresa-peça em cada volta da ferramenta e, assim, aumenta a temperatura da ferramenta. Com isso, o crescimento da penetração de trabalho tende a causar uma forte queda da vida da ferramenta. Esta influência é maior que a influência do avanço por dente e da  profundidade de usinagem, perdendo somente para a influência da velocidade de corte na vida da ferramenta. Por isso, se um determinado volume de material tiver que ser removido de uma peça e a máquina não tiver potencia e/ou rigidez para removê-lo em somente uma passada da ferramenta, em termos de vida da ferramenta é melhor realizar esta tarefa dividindo tal volume em duas passadas. Cada passada teria uma penetração de trabalho equivalente à metade da largura da superfície a ser cortada e uma  profundidade de usinagem da altura do volume a ser removido. Este procedimento resulta em maior vida da ferramenta que a realização da mesma operação dividindo a  profundidade de usinagem por dois para cada passada e mantendo a penetração de trabalho igual à largura da superfície a ser cortada em ambas as passadas.

45

7.3  –  Avanço:

Para a escolha do avanço em uma operação de fresamento, vários fatores devem ser levados em consideração, por exemplo, tipo da fresa, material da ferramenta, acabamento da superfície, potência da máquina, etc. O avanço não é diretamente  proporcional a potencia consumida. Mantendo-se o mesmo volume de cavaco removido na unidade de tempo, o maior avanço por dente acarreta um decréscimo da potência consumida, pois aumenta a espessura do cavaco. O volume de cavaco removido por unidade de tempo no fresamento pode ser dado por: V 



a p .a e . f   z . z .n  

(2)

Onde a p  é a profundidade de usinagem, ae  é a penetração de trabalho,  f z é o avanço por dente,  z  é o número de dentes da fresa e o n é a rotação da fresa.

7.4 –  Velocidade de Corte:

Uma alteração da velocidade de corte significa uma mudança do avanço por dente, se a velocidade de avanço não for alterada. Diferentemente de um torno em que o que usualmente se ajusta na máquina é o avanço, numa fresadora é a velocidade de avanço (velocidade da mesa da fresadora). Assim, uma alteração da rotação da fresa visando mudar a velocidade de corte vai ocasionar uma alteração do avanço por dente, exceto no caso em que a velocidade de avanço for alterada na mesma proporção. V  z 



 f   z . z .n  

(3)

Onde Vz é a velocidade de avanço. Uma modificação do avanço de corte altera a espessura média do cavaco e uma modificação na velocidade de avanço altera o volume de material removido na unidade de tempo.

7.5  –  Número de Dentes:

Uma fresa de passo grande gera menor potência que uma fresa de passo pequeno mantendo-se o mesmo avanço por volta, já que na primeira, o avanço por dente é maior que na segunda, para um mesmo volume de cavaco gerado na unidade de tempo.

7.5.1  –  Fresa de Passo Largo (Poucos Dentes):

Usada para desbaste pesado de materiais que formam cavacos longos,  principalmente o aço, devido ao grande bolsão de armazenamento de cavaco à frente de cada dente que os poucos dentes proporcionam. Assim, o grande volume de cavaco que o desbaste pesado gera por dente, difícil de ser empacotado, devido de se usinar material de cavaco longo, tem espaço à frente do dente para se alojar até que o dente saia da peça em cada rotação. Também usada quando há tendência à vibração na operação, já que estas fresas, em geral, têm passo diferencial, isto é, o ângulo entre seus dentes não é constante. Assim, a freqüência de entrada dos dentes na peça também não é constante e consegue-se evitar o fenômeno da ressonância, que incentivaria a vibração. Por ultimo, esta fresa é utilizada quando a máquina usada para o corte tem baixa potência, já que fresas de passo largo consomem menor potência que outras para o mesmo volume de cavaco removido por minuto.

46

7.5.2  –  Fresas de Passo Fino (Número Grande de Dentes):

A primeira aplicação desta fresa é para acabamento de aços ou materiais que formam cavacos longos. Como o volume de cavaco gerado por dente é pequeno, não se tem problema com alojamento de cavaco no bolsão à frente do dente. Além disso, para se conseguir bom acabamento na peça, é necessário que se utilize um pequeno avanço  por dente. Então, para que a velocidade de avanço não seja muito pequena e, assim, o tempo de corte muito alto, é interessante que se tenham muitos dentes na fresa. Na usinagem de ferro fundido, uma fresa com muitos dentes pode ser utilizada mesmo para desbaste médio, já que não se tem dificuldade em armazenar o cavaco no bolsão à frente dos dentes. Também é adequada para o fresamento de materiais em que a velocidade de corte tenha que ser mantida em níveis baixos, como é o caso das ligas de titânio. O número alto de dentes compensa a baixa rotação da fresa e pode-se ter uma velocidade de avanço não muito pequena.

7.5.3  –  Fresa de Passo Médio (Número Intermediário de Dentes):

Seu uso é também intermediário, deve ser usado no desbaste médio de aços ou materiais que formam cavacos longos e no desbaste pesado de ferro fundido, já que na usinagem deste material não se tem problema com armazenamento de cavacos.

8  –  CONCLUSÃO Após a realização desse trabalho pode-se concluir que para desempenhar um  processo de fresamento deve-se avaliar vários parâmetros, como a fresa a ser usada e a velocidade de corte e de avanço, dependendo da fresadora que se tem, das propriedades do material da peça e também da geometria final que se deseja obter para a peça. Também nota-se que esse processo de usinagem é muito versátil, pois é possível realizar uma vasta gama de operações,como os princípios básicos do funcionamento da fresadora e os tipos de fresas foi alcançado. Pode-se analisar também que a fresadora é um equipamento muito versátil, podendo ser realizada vários tipos de operações com furação, rosqueamento, fabricação de engrenagens, abertura de canais e usinagens dos mais variados perfis.

47

9  –  REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MACHADO, Álisson R.; ABRÃO, Alexandre M.; COELHO, Reginaldo T.; SILVA, Márcio B. da, “Teoria da Usinagem dos Materiais”,

1° ed. Edgard Blücher, São

Paulo, SP, 371p., 2009. STORTI, Adriana T.; ZANIN, Elisabete M.; CONFORTIN, Helena; AGRANIONIH,  Neila T.; ZAKRZEVSKI, Sônia B., “Trabalhos Acadêmicos da Concepção à Apresentação”, 1° ed. EdiFAPES, Erechim, RS, 200p., 2005. “MANUAL Técnico de Usinagem”, Sandvik Coromant, Suécia,

2005.

Acesso em: 15 maio. 2014 GERLING,Heinrich. Mecânica Industrial Ilustrada: À volta da máquina-Ferramenta. 1° Edição. Rio de Janeiro: Livro Ibero-Americano, 1967. 48