engenharia mecanica

ESCOLA SENAI FERNANDO BEZERRA

TÉCNICO EM MECÂNICA

CABEÇOTE PARA USINAGEM DE CREMALHEIRAS EM FRESADORA

FERRAMENTEIRA

JOSÉ CARLOS LEITE PERES

GILSON CARLOS LEITE PERES

Orientador: Prof. Engº CÉSAR GRANZZOTTO

Trabalho final de curso apresentado ao Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial – SENAI, como parte das exigências para obtenção do título de Técnico em Mecânica.

RIO VERDE – GO

JUNHO/2009

ESCOLA SENAI FERNANDO BEZERRA

TÉCNICO EM MECÂNICA

CABEÇOTE PARA USINAGEM DE CREMALHEIRAS EM FRESADORA FERRAMENTEIRA

JOSÉ CARLOS LEITE PERES

GILSON CARLOS LEITE PERES

Este trabalho foi julgado adequado para a obtenção do título de TÉCNICO EM

MECÂNICA na área de concentração USINAGEM e aprovado em sua forma final.

Prof. Engº César Granzzotto

Orientador

Banca examinadora:

Engº Gabriel Mota de Souza Engº Rodrigo Brunys Batista

1º membro da banca 2º membro da banca

Geni Pereira da Costa

Coordenadora Pedagógica

RIO VERDE – GO

ii

JUNHO/2009

Eu José Carlos, dedico este trabalho aos meus amores. Esposa, filha e toda família.

Eu Gilson Carlos, dedico este trabalho a todas as pessoas que acreditaram em mim,

especialmente minha família.

iii

AGRADECIMENTOS

Primeiramente a Deus.

A nossa família.

Aos companheiros de serviço que acreditaram no sucesso do projeto.

Ao patrocinador Vanderley Schaly (SCHALY MECÂNICA INDUSTRIAL).

iv

Jamais trabalhes sem condicionar o funcionamento da tua máquina às características de

trabalho apropriadas.

A. L. CASILLAS

v

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS.............................................................................................................IX

LISTA DE TABELAS............................................................................................................XI

LISTA DE SIGLAS..............................................................................................................XII

RESUMO..............................................................................................................................XIII

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO...........................................................................................12

1.1 Escopo do trabalho..............................................................................................................12

1.2 Histórico..............................................................................................................................12

1.3 Tema....................................................................................................................................13

1.4 Justificativa.........................................................................................................................13

1.5 Objetivo...............................................................................................................................13

1.6 Estrutura do trabalho...........................................................................................................13

CAPÍTULO 2 – PROCESSO DE USINAGEM FRESAGEM............................................15

2.1 Introdução...........................................................................................................................15

2.2 Fresamento cilíndrico tangencial........................................................................................15

2.2.1 Fresamento cilíndrico tangencial concordante.....................................................16

2.2.2 Fresamento cilíndrico tangencial discordante......................................................16

2.3 Fresamento frontal..............................................................................................................16

2.4 Fresamento composto.........................................................................................................17

2.5 Principais movimentos de ferramentas de cortes................................................................17

2.5.1 Velocidades de corte (Vc)....................................................................................18

2.5.1.1 Rotação por minuto (RPM)...................................................................19

2.5.2 Velocidades de avanço (Vf).................................................................................19

2.6 Engrenagens........................................................................................................................22

2.6.1 Engrenagem cilíndrica de dentes retos.................................................................23

2.6.2 Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais.....................................................24

2.6.3 Cremalheiras de dentes retos................................................................................26

2.6.4 Cremalheiras de dentes helicoidais......................................................................27

vi

CAPÍTULO 3 – MÁQUINAS, ACESSÓRIOS E FERRAMENTAS PARA

FRESAGEM ...............................................................................................................................

....................28

3.1 Introdução...........................................................................................................................28

3.2 Classificação.......................................................................................................................28

3.2.1 Fresadora universal..............................................................................................28

3.2.2 Fresadora horizontal.............................................................................................29

3.2.3 Fresadora vertical.................................................................................................30

3.2.4 Fresadora especial................................................................................................30

3.2.4.1 Fresadora ferramenteira.........................................................................30

3.3 Características.....................................................................................................................31

3.4 Funcionamento....................................................................................................................32

3.5 Condições de uso................................................................................................................32

3.6 Acessórios...........................................................................................................................33

3.6.1 Cabeçote universal...............................................................................................33

3.6.2 Cabeçote vertical..................................................................................................33

3.6.3 Cabeçote divisor universal...................................................................................34

3.6.4 Mesa circular divisora..........................................................................................35

3.6.5 Cabeçote para fresar cremalheira (fresadora universal).......................................35

3.7 Ferramentas.........................................................................................................................36

3.7.1 Fresas....................................................................................................................36

3.7.2 Tipos de fresas......................................................................................................37

3.7.2.1 Perfil constante......................................................................................37

3.7.2.2 Para moldes e matrizes..........................................................................38

3.7.2.3 Dentes postiços......................................................................................39

3.7.2.4 Para fresagem plana...............................................................................39

3.7.2.5 Para ranhuras e rasgos de chaveta.........................................................40

3.7.2.6 Ranhuras angulares e “calda de andorinha”..........................................40

3.7.3 Condições de uso e conservação..........................................................................40

CAPÍTULO 4 – CABEÇOTE PARA USINAGEM DE CREMALHEIRAS EM

FRESADORA FERRAMENTEIRA.....................................................................................42

4.1 Introdução...........................................................................................................................42

vii

4.2 Componentes do cabeçote...................................................................................................43

4.2.1 Estrutura principal................................................................................................43

4.2.2 Eixo principal com luvas, chavetas e porcas........................................................44

4.2.3 Engrenagens cincronisadoras com seus eixos e buchas de bronze......................44

4.3 Funcionamento....................................................................................................................45

4.4 Condições de uso................................................................................................................45

4.5 Conservação........................................................................................................................45

4.6 Custos..................................................................................................................................46

4.7 Benefícios............................................................................................................................46

4.8 Considerações finais...........................................................................................................47

CAPÍTULO 5 – CONCLUSÃO.............................................................................................48

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................49

ANEXOS..................................................................................................................................50

1 – Materiais e suas principais características..........................................................................50

2 – Desenho das peças que compõem o projeto........................................................................51

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 – Estrutura do trabalho............................................................................................14

Figura 2.1 – Fresagem tangencial e frontal...............................................................................15

Figura 2.2 – Fresamento cilíndrico tangencial concordante e discordante...............................16

Figura 2.3 – Fresamento frontal de canaletas com fresas de topo............................................17

Figura 2.4 – Fresamento composto...........................................................................................17

Figura 2.5 – Principais movimentos de uma fresa em funcionamento.....................................18

Figura 2.6 – Engrenagens cilíndricas para eixos paralelos.......................................................22

Figura 2.7 – Diferentes modelos de cremalheiras.....................................................................23

Figura 2.8 – Engrenagens helicoidais.......................................................................................24

Figura 2.9 – Pião e cremalheira................................................................................................26

Figura 2.10 – Coroa e cremalheira helicoidal...........................................................................27

Figura 3.1 – Fresadora universal...............................................................................................29

Figura 3.2 – Fresadora horizontal.............................................................................................29

Figura 3.3 – Fresadora vertical.................................................................................................30

Figura 3.4 – Fresadora ferramenteira .......................................................................................31

Figura 3.5 – Tipos de fresagem.................................................................................................32

Figura 3.6 – Cabeçote universal................................................................................................33

Figura 3.7 – Cabeçote vertical..................................................................................................34

Figura 3.8 – Cabeçote divisor universal....................................................................................34

Figura 3.9 – Mesa circular divisória.........................................................................................35

Figura 3.10 – Cabeçote para fresar cremalheira “fresadora universal”....................................36

Figura 3.11 – Tipos de fresas....................................................................................................36

Figura 3.12 – Perfil constante...................................................................................................38

Figura 3.13 – Fresa para moldes em matrizes...........................................................................38

Figura 3.14 – Fresa de dentes pórticos (bailarina)....................................................................39

Figura 3.15 – Fresas para superfície plana................................................................................39

Figura 3.16 – Disco woodruff de topo.......................................................................................40

Figura 3.17 – Ranhuras angulares e “calda de andorinha”.......................................................40

ix

Figura 4.1 – Cabeçote montado na máquina.............................................................................42

Figura 4.2 – Estrutura do cabeçote............................................................................................43

Figura 4.3 – Eixo principal.......................................................................................................44

Figura 4.4 – Engrenagem, bucha de bronze e eixo...................................................................45

x

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 – Velocidade de corte para fresas de aço rápido.....................................................19

Tabela 2.2 – Avanço por dente para fresas de aço rápido.........................................................21

Tabela 4.1 – Preços de materiais...............................................................................................46

Tabela 4.2 – Preços da mão de obra técnica.............................................................................46

xi

LISTA DE SIGLAS

H Altura do dente

α Ângulo de inclinação do dente

a.C. Antes de cristo

DIM Deutsches Institutfur (Instituto alemão para normalização)

De Diâmetro esterno

Di Diâmetro interno

Dp Diâmetro primitivo

HB Hardness Brinell

m / min Metros por minuto

mm Milímetro

z Número de dentes

M Número do módulo

P Passo entre dentes

Pc Passo circunferencial

Ph Passo da hélice

π PI = 3,1416

% Porcentagem

Kgf / mm Quilograma força por milímetro quadrado

RPM Rotação por minuto

Tan Tangente

Vc Velocidade de corte

Vf Velocidade de avanço

xii

RESUMO

PERES, José Carlos Leite e PERES, Gilson Carlos Leite. Cabeçote para usinagem de

cremalheiras em fresadora ferramenteira. 2009. 57f. Trabalho Final de Curso (Técnico em

Mecânica Industrial). Senai – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial, Rio Verde, 2009.

Desde o princípio da usinagem, o melhoramento de máquinas e acessórios faz parte do

cotidiano da vida dos profissionais que atuam na área da mecânica. Este projeto foi elaborado

por dois fresadores mecânicos com a intenção de facilitar a usinagem de cremalheiras e seus

similares em fresadoras especiais do modelo ferramenteira. Baseando-se em princípios

evolutivos, foram estudados os diferentes modelos de acessórios até chegar à elaboração do

mesmo. O trabalho descreve vários princípios da usinagem em fresadoras, os diferentes

modelos de máquinas, ferramentas e acessórios, o projeto de um cabeçote para fresadoras

ferramenteiras, mostrando claramente custos e benefícios e sua área de abrangência.

PALAVRAS-CHAVE

Usinagem, máquina e acessório.

xiii

*Orientador: Prof. Engº César Granzzotto

xiv

CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

1.1 Escopo do trabalho

A atual tecnologia exige uma mecânica industrial de alta precisão, onde a usinagem

tem um papel significativo, sempre evoluindo com as novas idéias de seus praticantes.

A usinagem de engrenagens e cremalheiras envolve um sincronismo entre homem,

máquina e cálculos, sendo elas na maioria das vezes confeccionadas em fresadoras universais

ou ferramenteiras. O modelo ferramenteira possui apenas um recurso para usinagem de

cremalheiras, sendo o mesmo possível, apenas com o uso de fresas especiais, de diâmetros

maiores ou modelos assimétricos, não podendo utilizar fresas comuns ou convencionais.

Pensando nesta deficiência elaboramos este projeto, possibilitando o uso de fresas

convencional na usinagem de cremalheiras em fresadoras ferramenteiras, pois fresas de

diâmetros maiores ou de modelos assimétricos além de ter um custo muito elevado, não são

fáceis de serem encontradas.

Um simples cabeçote que melhor posiciona a ferramenta de corte, utilizada para usinar

o material, proporcionando mobilidade, rapidez e precisão.

1.2 Histórico

A usinagem teve início a milhares de anos, quando o homem pré-histórico percebeu

que, para sobreviver, precisava mais do que pernas e braços para se defender e caçar. Sua

inteligência o ensinou que se tivesse uma pedra nas mãos, seu golpe seria mais forte, e se a

pedra tivesse um cabo esse golpe seria mais forte ainda, se fosse afiada poderia cortar a caça e

ajudar a rapar a pele dos animas. Foi a partir dessas necessidades que o homem desenvolveu

as operações de cortar, desbastar e furar. Durante centenas de anos sua principal matéria-

prima era a pedra, somente por volta de 4000 a.C. ele começou a trabalhar com metais,

começando com o cobre, depois com o bronze e finalmente com ferro para a fabricação de

armas e ferramentas.

Os séculos passaram, o homem começou a desenvolver com a montagem de peças,

conjuntos mecânicos. Desde então começou a revolução industrial, sempre evoluindo, até

chegar aos dias atuais.

Atualmente existe prestadora de serviços, que realizam, desde a montagem e

manutenção de equipamentos até a fabricação e usinagem de peças. Fabrica-se uma simples

arruela, até os mais complexos, como engrenagens helicoidais, cremalheiras e outros.

12

A empresa Schaly mecânica industrial Ltda., com sua principal atividade a fabricação,

trabalha com usinagem de peças desde seu surgimento. Mais de 10 anos, buscando sempre

aprimoramento das suas técnicas de usinagem com novas tecnologias, adquirindo novas

máquinas, qualificando seus profissionais, sempre com um único objetivo, oferecer qualidade

nos seus serviços prestados. Possui um quadro de quinze funcionários, todos aptos nas suas

funções, para sempre manter o nome da empresa dentre as principais empresas da região no

conceito de fabricação e usinagem.

1.3 Tema

O tema abordado soluciona a deficiência das fresadoras ferramenteiras de possuírem

apenas um recurso, de custo muito alto, para usinagens de cremalheiras.

1.4 Justificativa

Muitas empresas que atuam na área da usinagem não possuem fresadoras universais,

possuem apenas do modelo ferramenteiras.

1.5 Objetivo

O trabalho tem por objetivo apresentar uma solução simples e eficiente para a

fabricação de cremalheiras em fresadora ferramenteira, garantindo além de uma maior

rentabilidade, excelente qualidade final do produto.

1.6 Estrutura do trabalho

A estrutura do trabalho está dividida em blocos, que estão em seqüência, tais como:

introdução, revisão bibliográfica, desenvolvimento e conclusão, como mostra a Figura 1.1.

13

INTRODUÇÃO

Capítulo - 1

Escopo do trabalho

Histórico

Tema

Justificativa

Objetivo

Estrutura do trabalho

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Capítulo 2 – Processo de usinagem Capítulo 3 – Máquinas, acessórios

fresagem e ferramentas para fresa

Introdução Introdução

Fresamento cilíndrico tangencial Classificação

Fresamento frontal Características

Fresamento composto Funcionamento

Principais movimentos de ferramentas Condições de uso

de corte Acessórios

Engrenagens Ferramentas

DESENVOLVIMENTO

Capítulo 4

Cabeçote para usinagem de cremalheiras em fresadora ferramenteira

Introdução Conservação

Componentes do cabeçote Custos

Funcionamento Benefícios

Condições de uso Considerações finais

CONCLUSÃO

Capítulo - 5

Figura 1.1 – Estrutura do trabalho

Fonte: Própria

14

2.1 Introdução

A usinagem é o processo de fabricação com remoção de cavaco mais popular do

mundo, transformando em peças 10% de toda a produção de metais, empregando dezenas de

milhões de pessoas em todo mundo.

O fresamento é um processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de

superfícies quaisquer com o auxilio de ferramentas geralmente multicortantes. A ferramenta

gira e a peça ou ferramenta se desloca segundo uma trajetória determinada pelo operador

(Figuras 2.1, 2.2 e 2.3).

15

CAPÍTULO 2

MÁQUINAS, ACESSÓRIOS E FERRAMENTAS PARA FRESAGEM

A máquina de fresar ou fresadora, como geralmente é chamada, é uma máquina

ferramenta de movimento contínuo, destinada a usinagem de materiais por meio de uma

ferramenta de corte chamada fresa. A operação de fresagem acontece a partir da combinação

de movimentos simultâneos da ferramenta e da peça a ser usinada. Permitem realizar

operações de fresagem de superfícies das mais variadas formas planas, côncavas, convexas e

combinadas.

2.1 Classificação

A orientação do eixo principal com respeito a superfície da mesa, determina uma

classificação ou tipo de fresadora, podendo receber denominações como: fresadora universal,

fresadora horizontal, fresadora vertical, fresadora especial, fresadora ferramenteira.

2.1.1 Fresadora universal

É em princípio uma fresadora horizontal, porém, além disso, está provida de outros

mecanismos e acessórios especiais que lhe permitem ampliar consideravelmente suas

possibilidades de trabalho conforme Figura 2.1. Entre vários acessórios se destacam:

Cabeçote universal

Eixo porta fresa

Cabeçote divisor e contra ponta

Cabeçote especial para fresar cremalheiras

Mesa inclinável

17

Figura 2.1 – Fresadora universal

Fonte: Web – SOLO STOCKS DO BRASIL, 2009

2.1.2 Fresadora horizontal

O eixo árvore ocupa a posição horizontal, paralela à superfície da mesa da máquina. A

peça é presa num divisor ou em uma morsa, podendo se deslocar em qualquer eixo horizontal

x (sentido longitudinal), ou y (sentido transversal). Conforme Figura 2.2.

Figura 2.2 - Fresadora horizontal

Fonte: APOSTILA FRESAGEM MECÂNICA - SENAI, 2005

18

2.1.3 Fresadora vertical

O eixo árvore ocupa a posição vertical, perpendicular à superfície da mesa da

máquina. A peça pode se deslocar x ou em y em relação à ferramenta, sua fixação também

pode ser através de um divisor ou em uma morsa. Conforme Figura 2.3.

Figura 2.3 - fresadora vertical


2.1.4 Fresadora especial

Enquadram-se nesta classe as fresadoras que se destinam a trabalhos específicos. Por

exemplo: fresadora copiadora, cortadora de rodas dentadas, ferramenteira e etc.

2.1.4.1 Fresadora ferramenteira

Destacam-se como de maior importância para a realização dos trabalhos de

ferramentaria. É usada em trabalhos especiais, com alguns recursos assemelham-se às

fresadoras verticais, em alguns momentos podemos operá-la como fresadora horizontal, para

isso é necessário utilizar um cabeçote específico. Esta máquina se destaca por sua

versatilidade, precisão e rendimento com o auxílio de régua de indicador digital, conforme

Figura 2.4.

19

Figura 2.4 - Fresadora ferramenteira

Fonte: Web – ATLASMAQ, 2009

2.2 Características

O fato da ferramenta de trabalho da fresadora ser de fios múltiplos e se poder montar

no eixo porta fresa combinações de fresas de diferentes formas, confere a esta máquina

características especiais e uma vantagem sobre as outras máquinas ferramentas, como poder

realizar uma grande variedade de trabalhos em superfícies situadas em planos paralelos,

perpendiculares ou formando ângulos diversos: construir ranhuras circulares, elípticas,

fresagem em formas esféricas com rapidez e precisão, conforme Figura 2.5.

20

Figura 2.5 - Tipos de fresagem


2.3 Funcionamento

O acionamento principal é produzido por um motor alojado na parte posterior do

corpo da máquina, o qual transmite o movimento ao eixo principal através do sistema de

engrenagens da caixa de velocidades. O movimento de avanço automático é produzido pela

caixa de avanços, a qual transmite o movimento através de um mecanismo de parafuso sem

fim e coroa. O deslocamento vertical do suporte da mesa, o transversal do carro e o

longitudinal da mesa, podem ser feitos manualmente por meio de manivelas acopladas a

mecanismos de fusos e porca.

O eixo principal é prolongado através do eixo porta fresas, no qual montam-se as

ferramentas. Quando este eixo é longo, apoia-se em um suporte que se monta no barramento.

2.4 Condições de uso

Como a fresadora é uma máquina feita para realizar trabalhos de precisão, sua

fabricação é feita cuidadosamente, o que motiva seu custo elevado. Daí a necessidade de

conservá-la em ótimas condições de uso, o que se consegue mantendo seus mecanismos bem

acoplados, lubrificação adequada e suficiente nas superfícies de rotação e deslizamento,

procurando mantê-la em bom estado de limpeza.

21

2.5 Acessórios

São equipamentos que podem ser acoplados as máquinas-ferramenta, com a finalidade

de complementar o seu funcionamento. Entre vários se destacam cabeçote universal, cabeçote

vertical, cabeçote divisor universal, mesa circular divisória e cabeçote para fresar cremalheira

(fresadora universal).

2.5.1 Cabeçote universal

O cabeçote universal é um acessório da maquina de fresar. O eixo principal que possui

o cabeçote pode ser colocado formando qualquer ângulo com a superfície da mesa.

Este acessório acopla-se ao eixo principal da máquina. Por suas especiais

características dá à fresadora suas principais condições de universalidade, permitindo realizar

as mais variadas operações de fresagem. Conforme Figura 2.6.

Figura 2.6 - Cabeçote universal

Fonte: Web – CASSIFICADOS DO BRASIL, 2009

2.5.2 Cabeçote vertical

Este é um aparelho similar ao cabeçote universal que se monta na fresadora

horizontal. Suas possibilidades são mais limitadas que as do cabeçote universal, pois só pode

girar em um plano vertical. O sistema de engrenagens do mecanismo interior está em uma

22

relação tal, que lhe permite ter no eixo principal secundário, velocidades maiores que as do

eixo principal da máquina e do cabeçote universal, conforme Figura 2.7.

Figura 2.7 - Cabeçote vertical

Fonte: Web – KONE PRODUTOS, 2009

2.5.3 Cabeçote divisor universal

É um dos acessórios mais importantes, projetados para ser usado na mesa da fresadora.

Tem como objetivo principal fazer a divisão da trajetória circular da peça e prender o material

a ser trabalhado. Conforme Figura 2.8.

É usado para executar todas as formas possíveis de divisões. É um acessório muito

preciso e versátil. É possível por meio de um trem de engrenagens adequado, dividir e fazer

girar a peça em conexão com o movimento da mesa, que permite fresar cortes helicoidais ou

em espiral.

Figura 2.8 - Cabeçote divisor universal

Fonte: Web – FERRAMENTAS ALFA, 2009

23

2.5.4 Mesa circular divisória

É um acessório que consiste basicamente em uma placa que pode girar disposto sobre

uma base fixa, a qual permite sua montagem na mesa fresadora. Seu movimento pode ser

independente ou relacionado com outro movimento, segundo a conexão com outros órgãos da

máquina. Exemplo: com o movimento circular da mesa. Esta variedade de possibilidades

permite fazer, sobre a mesa circular, diferentes tipos de contornos ranhurados e divisões.

Figura 2.9 - Mesa circular divisória

Fonte: Web – PLATÉCNICA PRODUTOS, 2009

2.5.5 Cabeçote para fresar cremalheira (fresadora universal)

É um acessório da fresadora que se monta no suporte, semelhante ao cabeçote

universal, e serve para fresar cremalheiras. É de ferro fundido e geralmente está constituído

por dois ou três corpos encaixados em plataformas giratórias que permitem a inclinação do

eixo. Conforme Figura 2.10.

A vantagem de utilizar esse aparelho é poder usar as fresas comuns para fresagem dos

dentes de engrenagem, quando não se dispõem de fresas especiais com diâmetros maiores ou

de modelos assimétricos.

24

Figura 2.10 - Cabeçote para fresar cremalheira “fresadora universal”


2.6 Ferramentas

São utilizadas em máquinas-ferramenta, para possibilitar a usinagem de materiais,

onde cada tipo de trabalho exige uma ferramenta específica. Destacam-se.

2.6.1 Fresas

As fresas são ferramentas que cortam através do fio de seus dentes quando estão

animadas de um movimento de rotação. São características da fresadora, embora possam

utilizar-se em outras máquinas-ferramenta para realizar algumas operações especiais de

fresagem.

As fresas, em geral, estão constituídas por um corpo de rotação na periferia, na qual se

acham dentes talhados nos próprios materiais ou postiços, conforme Figura 2.11.

Figura 2.11 - Tipos de fresas

Fonte: EMPRESA USINAGEM RIO VERDE, 2009

25

O corpo pode ser cilíndrico, cônico, esférico ou de combinações de formas.

Constroem-se de aço rápido e excepcionalmente de aço carbono.

Os dentes estão dispostos sobre as superfícies da fresa segundo suas posições, são

chamados dentes laterais ou frontais. Suas arestas de corte podem seguir linhas retas ou

curvas que ao girar constituem o perfil da fresa. Há fresas chamadas de dentes alternados, nas

quais a disposição dos seus dentes é tal, que oferecem sempre um ângulo de saída positivo.

Os dentes de perfil constante são os que ao afiar-se a fresa conservam seu perfil, como

nas fresas para dentes de rodas dentadas ou de fresar ranhuras para machos e brocas

helicoidais.

A haste e o furo, para sua fixação e condução durante o corte, as fresas tem uma haste

que pode ser cônica ou cilíndrica, ou ter um furo.

As hastes têm dimensões proporcionais ao esforço máximo que a fresa realiza durante

o corte, e as cônicas são normalizadas, (cones Morse ou americano). Os diâmetros dos furos

também são proporcionais e podem ter rasgo de chaveta para a montagem no eixo porta -

fresas com chaveta de arrasto, a fim de evitar deslizamentos durante o corte.

2.6.2 Tipos de fresa

São os tipos mais comuns existentes, fresa de perfil constante, para moldes e matrizes

de dentes postiços, para fresagem plana, para ranhuras, rasgo de chaveta, ranhuras angulares e

calda de andorinha.

2.6.2.1 Perfil constante

São as que ao afiar-se a fresa conservam seu perfil, é usada em trabalhos especiais

como fresamento de perfil côncavo, convexo, engrenagens de corrente, rodas dentadas e para

fresar ranhuras para machos e brocas helicoidais, conforme Figura 2.12.

26

Figura 2.12 - Perfil constante


2.6.2.2 Para moldes e matrizes

São fresas que apresentam características especificas para esse tipo de trabalho que é a

fresagem de moldes e matrizes, conforme Figura 2.13.

Figura 2.13 - Fresa para moldes e matrizes


27

2.6.2.3 Dentes postiços

São utilizados em diversos tipos de fresagem, os dentes podem ser de aço rápido ou

pastilhas de carboneto metálico, nos corpos distinguem as superfícies laterais e as frontais,

conforme Figura 2.14.

Figura 2.14 - Fresa de dentes postiços (bailarina)


2.6.2.4 Para fresagem plana

São utilizadas quando se deseja obter uma superfície plana, geralmente são

fabricadas de aço rápido ou de aço carbono, conforme Figura 2.15.

Figura 2.15 - Fresas para superfície plana


28

2.6.2.5 Para ranhuras e rasgo de chaveta

São utilizadas para fazer ranhuras e rasgo de chaveta retilíneos reproduzindo o perfil

da fresa das mais variadas formas e tamanhos, geralmente são fabricadas de aço carbono, mas

também existem fresas de metal duro, onde são empregadas em trabalhos especiais

oferecendo um alto desempenho, conforme Figura 2.16.

Figura 2.16 - Disco, woodruff, topo


2.6.2.6 Ranhuras angulares e calda de andorinha

São utilizadas para produzir uma ranhura reta no material reproduzindo o perfil da

fresa. É aplicada na construção de guias para órgãos de máquinas, das quais as mais comuns

são as chamadas calda de andorinha, conforme Figura 2.17.

Figura 2.17- Ranhuras angulares e “cauda de andorinha”


29

2.6.3 Condições de uso e conservação

As fresas são ferramentas de um custo elevado e delicadas, por esse motivo deve-se

tomar precauções para sua conservação. Alguns aspectos que se devem considerar para terem

melhores condições de uso e conservação são os seguintes.

a) Escolha a fresa de acordo com o trabalho a executar;

b) Trabalhe nas condições adequadas (velocidade de corte, profundidade de corte,

refrigeração);

c) Uma vez terminado o trabalho, verifique o estado das arestas cortantes e se necessário,

providencie o seu refiamento.

d) Limpe-a e proteja utilizando uma película de óleo ou graxa;

e) Guarde-a em lugar próprio evitando que as arestas de corte não recebam golpes;

30

CAPÍTULO 3

PROCESSSOS DE FRESAGEM

Os processos de fresagem classificam-se em três tipos básicos (Figura 3.1 e 3.4):

Fresamento cilíndrico tangencial.

Fresamento frontal.

Fresamento composto.

Como em todos os processos de usinagem, a ferramenta de corte, deve ser apropriada

para o serviço a desenvolver, obedecendo sempre seus limites de velocidades de corte e

avanço.

Figura 3.1 – Fresagem tangencial e frontal

Fonte: Web - APOSTILA DE USINAGEM / CEFET-MG, 1981

3.1 Fresamento cilíndrico tangencial

Processo de fresamento destinado à obtenção de superfícies planas paralelas ao eixo de

rotação da ferramenta (Figuras 3.1 e 3.2). Quando a superfície obtida não for plana ou o eixo

de rotação da ferramenta, for inclinado em relação à superfície originada na peça, será

considerado como um caso especial de fresamento tangencial. Dentro deste processo se

destaca a usinagem de engrenagens e cremalheiras.

O fresamento cilíndrico tangencial pode ser concordante e discordante, conforme

figura 3.2.

31

a)Fresamento cilíndrico tangencial b) Fresamento cilíndrico tangencial

Concordante Discordante

Figura 3.2 - Fresamento cilíndrico tangencial concordante e discordante


3.1.1 Fresamento cilíndrico tangencial concordante

Acontece quando o sentido de avanço do material a ser desbastado é o mesmo sentido

que a ferramenta de corte está desbastando. Não é aconselhável em máquinas convencionais

por causa das folgas que geralmente suas mesas possuem, essas folgas fazem com que a

ferramenta puxe a peça para cima dela, sem desbastar o material, além de não dar

acabamento, podendo quebrar a ferramenta de corte (Figura 3.2-a).

3.1.2 Fresamento cilíndrico tangencial discordante

Acontece quando o sentido de corte da ferramenta está ao contrário do sentido de

avanço do material a ser desbastado. É a maneira mais aconselhável de desbaste em

fresadoras convencionais, pois além de garantir um bom acabamento, não ocorre perigo de

quebrar a ferramenta (Figura 3.2-b).

3.2 Fresamento frontal

Processo de fresamento destinado à obtenção de superfícies planas perpendiculares ao

eixo de rotação da ferramenta (Figuras 3.1-b e 3.3).

32

Figura 3.3 - Fresamento frontal de canaletas com fresas de topo


3.3 Fresamento composto

Quando há casos em que os dois tipos básicos de fresamento comparecem

simultaneamente, podendo haver ou não predominância de um sobre outro (Figura 3.4).

Figura 3.4 - Fresamento composto


3.4 Principais movimentos de ferramentas de corte

Todas as ferramentas de corte possuem limites máximos de remoção de cavacos

calculados pela relação, espaço percorrido e tempo.

A Figura 3.5 mostra com mais detalhes os movimentos de avanço e de corte de uma

fresa cilíndrica trabalhando.

33

Figura 3.5 - Principais movimentos de uma fresa em funcionamento.

Fonte: Web - APOSTILA COLEÇÃO BÁSICA - SENAI, 2000

3.4.1 Velocidades de corte (Vc)

A velocidade de corte é o parâmetro de corte mais influente na vida da ferramenta

baseado em dois fatores: material da ferramenta de corte e material da peça a ser usinada.

Para processos com movimentos de rotação, como por exemplo, a fresagem, a

velocidade de corte é calculada pela equação:

Vc = π. d. n / 1000 [m / min]

Onde:

d: diâmetro da ferramenta (mm).

n: número de rotações por minuto .

Os valores de velocidades de corte geralmente são encontrados em tabelas fornecidas

pelos fabricantes de ferramentas de corte, conforme, Tabela 3.1.

34

Tabela 3.1 - Velocidades de corte para fresas de aço rápido


3.4.1.1 Rotação por minuto (RPM)

A rotação por minuto é ajustada nas máquinas-ferramentas antes do início da

usinagem. Para processos de fresagem a equação mais comum para calcular o rpm é a

seguinte:

n = Vc. 318 / Ø

Onde:

n: rotação por minuto (rpm).

Vc: velocidade de corte (m/min.).

Ø: diâmetro da ferramenta (mm).

3.4.2 Velocidades de avanço (Vf)

E o percurso de avanço da ferramenta em cada volta (mm/volta).

É o parâmetro mais influente na qualidade do acabamento superficial da peça. A

fórmula mais comum que se usa e a seguinte:

Vf = f. z. n[mm/min.]

35

Os valores de f, para ferramentas multicortantes como fresas, geralmente são

fornecidos pelos catálogos de fabricante de ferramentas de corte, conforme Tabela 2.2. O

valor de z é a quantidade de dentes que a ferramenta de corte possui, e o n e a rotação por

minuto.

.

36

Tabela 2.2 – Avanço por dente para fresas de aço rápido


37

CAPÍTULO 4

CONCLUSÃO

O desenvolvimento de peças e acessórios sempre resultará em novos rumos no

desenvolvimento de tecnologias, facilitando cada vez mais o trabalho dos operadores.

Conclui-se que esse trabalho proporciona uma ampla visão do que é a fresagem e seus

processos, relatando cálculos e modelos de peças, dando ênfase à usinagem em fresadoras,

onde foram citados os modelos de máquinas, acessórios e ferramentas que complementam o

funcionamento das mesmas.

38

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] APOSTILA DE USINAGEM – CEFET de Minas Gerais, 1981.

[2] APOSTILA COLEÇÃO BÁSICA – SENAI de Minas Gerais, 2000

[3] APOSTILA MATEMÁTICA APLICADA A MECÂNICA – SENAI de Goiás, 2000

[4] APOSTILA FRESAGEM – SENAI de Goiás, 2005

[5] CASILLAS, A. L. Máquinas / Formulário Técnico. Edição no Brasil em 1980

[6] MODELOS DE MÁQUINAS – Disponível em: http://www.wikinpédia.com. - Acesso em

maio de 2009

[7] GOOGLE IMAGENS – Disponível em: http://www.google.com.br - Acesso em maio de

2009

[8] SOLO STOCKS BRASIL EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS, – Disponível em:

http://www.solo stocks.com.br - Acesso em maio de 2009

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engenharia mecanica

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