06 - fresagem

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FRESADORAS

Professora: Maria Adrina Paixão de Souza da Silva, Dra. Eng.

SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁINSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA

FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICADISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS

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FRESADORAS

INTRODUÇÃO




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INTRODUÇÃO




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INTRODUÇÃO

FRESADORAMáquina cuja ferramenta (fresa) está animada de movimento de rotação e arranca o material em forma de cavacos reduzidos, parecidos com uma vírgula







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INTRODUÇÃO

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1.1. A FRESAGEM

É um processo de usinagem mecânica, feito por fresadoras e ferramentas especiais chamadas fresas.

A fresagem consiste na retirada do excesso de metal ou sobremetal da superfície de uma peça, a fim de dar a esta uma forma e acabamento desejados.




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FRESADORAS

FUNCIONAMENTO




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2.Funcionamento




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2.Funcionamento




Na fresagem, a remoção do sobremetal da peça é feita pela combinação de dois movimentos, efetuados ao mesmo tempo.

Um dos movimentos é o de rotação da ferramenta, a fresa. Outro é o movimento da mesa da máquina, onde é fixada a peça a ser usinada.

É o movimento da mesa da máquina ou movimento de avanço que leva a peça até a fresa e torna possível a operação de usinagem.

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2.Funcionamento




A maioria das fresadoras trabalha com o avanço da mesa baseado em uma porca e um parafuso. Com o

tempo e desgaste da máquina ocorre uma folga entre eles. Veja figura abaixo.

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2.1. Operação de Fresagem




Vários dentes trabalham intermitentementeMuitos dentes → trabalho quase contínuo

Vantagem: dentes podem esfriar durante o tempo em que não arrancam material

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2.2. PROCESSOS DE FRESAGEM




Fresagem Cilíndrica ou Horizontal

- Eixo da fresa paraleloà superfície de trabalho

- Cavacos em forma de vírgula

Fresagem Cilíndrica ou Horizontal

- Eixo da fresa paraleloà superfície de trabalho

- Cavacos em forma de vírgula

Fresagem Frontal, de Topo ou Vertical-Eixo da fresa perpendicular

à superfície de trabalho- Sempre que possível usar este

processo:. Carga da fresadora é uniforme. Superfícies obtidas mais lisas

Fresagem Frontal, de Topo ou Vertical-Eixo da fresa perpendicular

à superfície de trabalho- Sempre que possível usar este

processo:. Carga da fresadora é uniforme. Superfícies obtidas mais lisas

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2.2.1 OPERAÇÕES DE FRESAGEM

HORIZONTAL




Fresa múltipla Fresa plana

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2.2.1 OPERAÇÕES DE FRESAGEM

HORIZONTAL




Fresa de disco

Fresa modelada

Fresa de corte lateral

Fresa tipo de corte lateral

serra circular

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2.2.2 OPERAÇÕES DE FRESAGEMVERTICAL




DentesFresa de topo

tipo espiga

Fresa postiça

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2.2.2 OPERAÇÕES DE FRESAGEMVERTICAL




Fresa de canal

Fresa facial angular

Fresa de topo

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2.2.3 FRESADORAS UNIVERSAIS




Dispõe de dois eixos-árvore, um horizontal e outro vertical. O eixo vertical situa-se no cabeçote, parte superior da máquina. O eixo horizontal localiza-se no corpo da máquina.

O fato de a fresadora universal dispor de dois eixos permite que ela seja utilizada tanto na posição horizontal quanto na vertical.

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2.2.3 FRESADORAS UNIVERSAIS




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2.2.4 OUTROS TIPOS




Há outras que tomaram como modelo as fresadoras horizontais e verticais, mas não funcionam do mesmo modo, como:

Fresadora copiadora → trabalha com uma mesa e dois cabeçotes: o cabeçote apalpador e o de usinagem. Como o nome diz, a fresadora copiadora tem a finalidade de usinar, copiando um dado modelo.

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2.2.4 OUTROS TIPOS




Fresadora pantográfica ou o pantógrafo → como a fresadora copiadora, o pantógrafo permite a cópia de um modelo.

No pantógrafo, a transmissão do movimento é coordenada manualmente pelo operador. Isso permite trabalhar detalhes como canais e pequenos raios, mais difíceis de serem obtidos numa fresadora copiadora.

Quanto aos modelos, eles podem ser confeccionados em material metálico, como o aço e o alumínio, ou ainda em resina.

A escolha do material depende do número de peças a ser copiado.

Devido à sua resistência, modelos em aço são recomendáveis para um número elevado de cópias. Caso o modelo seja utilizado poucas vezes, para a cópia de duas ou três peças por exemplo, recomenda-se o uso da resina.

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2.2.4 OUTROS TIPOS




Há também a fresadora CNC

Fresadora com quatro eixos lineares, X, Y, Z e W, e dois eixos rotativos, B e C.

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2.3 FRESAGEM EM OPOSIÇÃO




Também chamado método “para cima”, ou “a empurrar”, ou “discordante”As navalhas atacam o cavaco no ponto mais delgado

Forte atrito Tende a arrancar a obra da mesa

Grampos, tornos ou dispositivos para segurar a obra devem se opor ao deslocamento da obra

Muito usado para o desbaste

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2.4 FRESAGEM EM CONCORDÂNCIA




Também chamado método “para baixo” ou “a puxar” As navalhas atacam o cavaco no ponto mais espesso

Tende a apertar a obra contra a mesa Usado principalmente para abertura de rasgos de chaveta, cortes profundos

e longos, corte com serra circular, obras de pequena espessura Muito usado para o acabamento

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No movimento concordante, a folga é empurrada pelo dente da fresa no mesmo sentido de deslocamento da mesa. Isto faz com que a mesa execute movimentos irregulares, que

prejudicam o acabamento da peça e podem até quebrar o dente da fresa.

Assim, nas fresadoras dotadas de sistema de avanço com porca e parafuso, é melhor utilizar o movimento discordante. Para tanto, basta observar o sentido de giro da fresa e fazer a peça avançar contra o dente da ferramenta.

Como outros processos, a fresagem permite trabalhar superfícies planas, convexas, côncavas ou de perfis especiais.

Tem a vantagem de ser mais rápido que o processo de tornear, limar, aplainar. Isto se deve ao uso da fresa, que é uma ferramenta multicortante.

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FRESADORAS

FERRAMENTA PARA FRESAR




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3. FERRAMENTA PARA FRESAR

É a ferramenta empregada pela fresadora, a qual apresenta uma vantagem em relação a outros tipos de ferramentas de corte, pois os dentes que não estão trabalhando estão sendo resfriados, reduzindo o desgaste da ferramenta.




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3. 1. TIPOS DE FRESAS

Fresas de perfil constanteUtilizadas para abrir canais, superfícies côncavas e convexas ou gerar engrenagens.

Fresas planasEmpregadas para trabalhar superfícies planas, abrir rasgos e canais.

Fresas angularesUtilizadas para usinagem de perfis em ângulo, tais como rasgos prismáticos e encaixes tipo rabo-de-andorinha.




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3. 1. TIPOS DE FRESAS

Fresas para rasgosPara rasgos de chaveta, ranhura reta ou em perfil T.

Fresas dentes postiçosMais conhecidas como cabeçotes de fresamento, empregam pastilhas de metal duro fixadas por parafusos , pinos ou garras de fácil substituição.

Fresas para desbasteUtilizadas para desbaste de grande quantidade de material de uma peça.




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3.1.1. CLASSIFICAÇÃO DOS

TIPOS DE FRESASAs fresas podem ser classificadas de várias maneiras, dentre elas:1 - A forma;

2 – Sentido de corte;

3 – Quanto aos dentes;

4 – Quanto à construção;

5 – Quanto às faces de corte;

6 – Quanto à aplicação;

7 – Quanto á fixação.




A quantidade de dentes entre as fresas deve-se a capacidade de

conseguir usinar materiais mais

resistentes.

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3.1.1. 1. FORMA

As fresas podem ser:

Cilíndricas

Cônicas

Forma




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a) Cilíndrica




As ferramentas mais estreitas são também chamadas de fresas de disco, enquanto as ferramentas que possuem haste própria são denominadas de fresas de haste ou fresas de topo

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b) Cônica

As fresas cônicas ou angulares podem possuir apenas um ângulo, como as fresas para encaixes tipo cauda-de-andorinha, ou possuir dois ângulos. Neste segundo caso podem ser classificadas como simétricas (ângulos iguais) ou biangulares (ângulos diferentes).

Normalmente as fresas para cauda-de-andorinha possuem haste incorporada, enquanto as biangulares não.




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b) Cônica




Fresa cauda-de-andorinha

Fresa biângular simétrica

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c) de Forma

As fresas de forma possuem o perfil de seus dentes afiados para gerar superfícies especiais tais como dentes de engrenagens (fresa módulo), superfícies côncavas ou convexas, raios de concordância e outras formas específicas de cada caso, e são denominadas fresas especiais.

Esse tipo de ferramenta de corte é muito especializada, geralmente fabricada na própria empresa que a utiliza, no setor chamado ferramentaria ou são encomendadas em empresas especializadas em ferramentas




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c) de Forma




convexo

côncavo dentes de engrenagem

especiais

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3.1.1. 2. SENTIDO DE CORTE

Podem ser:

Horário

Anti-Horário

Quanto ao sentido de corte a classificação é simples, pois trata do sentido de giro da ferramenta, observado do lado do acionamento (de cima para baixo). Tem-se as fresas de corte à direita (horário) e as fresas de corte à esquerda (anti-horário).

Obviamente esta classificação só se emprega em fresas fixas de haste fixa. As fresas que não possuem haste podem, normalmente, ser fixadas tanto em um sentido como em outro.




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3.1.1. 3. QUANTO AOS DENTES

Podem ser:

Retos

Helicoidais

Bihelicoidais




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I) RETOS




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II) HELICOIDAIS

Os dentes helicoidais tem como vantagem uma menor vibração durante a usinagem, ou seja, o corte é mais suave pois o dente não atinge a peça de uma só vez como acontece com os dentes retos.

Os dentes helicoidais geram uma força axial, e para compensar esta força pode-se recorrer a uma fresa bihelicoidal




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III) BIHELICOIDA

IS




Fresas bihelicoidais só são possíveis em espessuras relativamentepequenas e com ângulos reduzidos de hélice.

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III) BIHELICOIDA

IS




Para possibilitar usinagem de grandes superfícies sem o efeito da força axial deve-se recorrer a uma montagem de duas fresas de mesmo diâmetro e número de dentes, mas com hélices invertidas

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3.1.1. 4. QUANTO À CONSTRUÇÃO

Podem ser:

Inteiriças

fresa calçada

De dentes postiços




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i) INTEIRIÇAS




Onde toda a ferramenta é construída de um mesmo material.

As mais comuns são as de aço rápido e metal duro.

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ii) FRESA CALÇADA




Onde o corpo da ferramenta é de um material mais simples e os gumes de corte, soldados ao corpo, são de um material mais nobre, como aço rápido ou metal duro.

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ii) DE DENTES POSTIÇOS




Que são similares as fresas calçadas. A diferença é que os dentes de aço rápido, metal duro, diamante ou cerâmicos podem ser trocados em caso de quebra ou desgaste

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3.1.1. 5. QUANTO ÀS FACES DE CORTE

Faces de corte que é o número de superfícies com afiação e que definem em que direção a ferramenta pode avançar, ou seja, se poderá executar uma fresagem tangencial (eixo paralelo à peça) e/ou uma fresagem frontal (eixo perpendicular à peça).

Tem-se fresas de um, dois e três cortes.

A fresa de um corte possui em uma de suas faces e em sua superfície cilíndrica.

Uma fresa de três cortes possui afiação nas duas faces e também na superfície cilíndrica. A figura a seguir ilustra uma fresa de dois cortes.




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3.1.1. 5. QUANTO ÀS FACES DE CORTE




Fresa de dois cortes e os sentidos em que pode usinar

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3.1.1. 6. QUANTO A APLICAÇÃO

Podem ser:

tipo W (=8º, =57º e =25º) → indicada para materiais de baixa dureza como alumínio, bronze e plásticos.

tipo N (=7º, =73º e =10º ) → indicada para materiais de média dureza, como os aços até 700N/mm2.

tipo H (=4º, =81º e =4º) → indicadas para materiais duros, como os aços acima de 700N/mm2.




· A fresa tipo W é empregada para usinagem de materiais não ferrosos de baixa dureza: alumínio, bronze e plástico.

· A fresa tipo N, empregada para materiais de dureza média, ou seja, menores de 700 N/mm2 de resistência à tração.

· A fresa tipo H, recomendada para usinar materiais quebradiços ou duros, com mais de 700 N/mm2.

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Fresas para materiais mais macios podem ter dentes menos resistentes, o que significa possuir um ângulo de cunha menor.

Isto permite colocar menos dentes na ferramenta.

Em uma fresa para materiais de alta dureza cada dente remove pouco material.

Sendo necessário que a fresa possua muitos dentes que, em uma volta, remova uma quantidade significativa de material. Além disto os dentes deverão ter um ângulo de cunha maior para lhes conferir maior resistência.

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3.1.1. 7. QUANTO A FIXAÇÃO




Pode-se ter fresas de haste cilíndrica ou cônica e fresas para mandril com chaveta longitudinal ou transversal.

Fresas de haste (cônica e cilíndrica) e de chaveta (transversal e longitudinal)

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FRESADORAS

REGULAGEM




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4.1. REGULAGEM DA RPM




d = diâmetro da fresa [mm]v = velocidade de corte [m/min]: indicada por tabelas, depende do material da obra e do tipo de fresa

n muito grande: prejuízo para as navalhas da fresan muito pequeno: baixo rendimento da fresagem

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4.2. REGULAGEM DO AVANÇO




a = profundidade de corte [mm]

b = largura da fresa [mm]

s’ = velocidade de avanço da peça [mm/min]: depende• da fresa• do material da peça• da profundidade de corte• da qualidade do acabamento superficial

V = quantidade máxima de cavaco possível [cm3/min]

V = abs’/1000 → s‘ = 1000V/ab

V = V’PV’ = quantidade máxima admissível [cm3/kw.min]

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4.2.1. Dados práticos para v e s’




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4.2.2. CÁLCULO DO TEMPO ÚTIL

DE FRESAGEM, tv




L = curso útil da mesa [mm]l = comprimento da peça [mm]la = percurso anterior [mm]lu = percurso ulterior [mm]

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Bibliografias• ABREU FILHO, Carlos. Tornearia Mecânica – Notas de

Aula, Belém, 2007.

• AGOSTINHO, Oswaldo Luis. VILELLa, Ronaldo Castro (In Memoriam), BUTTON, Sérgio Tonini. Processos de Fabricação e Planejamento de Processos. Universidade Estadual de Campinas - Faculdade de Engenharia Mecânica - Departamento de Engenharia de Fabricação - Departamento de Engenharia de Materiais. Campinas, SP. 2004

• BRAGA, Paulo Sérgio Teles, CPM - Programa de Certificação de Pessoal de Manutenção – Mecânica - Processos de Fabricação, SENAI/CST, Vitória, ES. 1999.

• COSTA, Éder Silva & SANTOS, Denis Júnio. Processos de Usinagem. CEFET-MG. Divinópolis, MG. março de 2006




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Bibliografias• DINIZ, A. E., Tecnologia da Usinagem dos Materiais. 3 ed.

São Paulo: Artliber Editora, 2003.

• FERRARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos Metais. Editora Edgard Blücher LTDA. São Paulo, SP, 1977

• INMETRO. SISTEMA Internacional de Unidades – SI (tradução da 7ª edição do original francês “Le Système International d’Unités”, elaborada pelo Bureau International des Poids et Mesures - BIPM). 8ª edição Rio de Janeiro, 2003. 116 p.

• INMETRO. Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia – VIM – Portaria Inmetro 029 de 1995. 3ª edição, Rio de Janeiro, 2003. 75p.

• reimpressão.




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Bibliografias• PALMA, Flávio. Máquinas e Ferramentas. Apostila,

SENAI-SC, Blumenau, 2005.

• SECCO, Adriano Ruiz; VIEIRA, Edmur & GORDO, Nívia. Módulos Instrumentais – Metrologia. Telecurso 2000. São Paulo, SP, 2007

• VAN VLACK, L. H., Princípios da Ciência e Tecnologia dos Materiais. Tradução Edson Carneiro. Rio de Janeiro: Elsevier, 1970 – 4ª reimpressão.




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