Fresagem 101: Técnicas, ferramentas e máquinas
Este artigo sobre fresagem apresenta uma visão global das técnicas, ferramentas e máquinas essenciais para cortar e moldar metais...
I. Causas e soluções comuns para as avarias das máquinas de fresar
1. Grandes vibrações durante a moagem
Grandes vibrações durante a fresagem podem facilmente danificar as ferramentas, aumentar a rugosidade da superfície da peça de trabalho e impedir a utilização de fresagem em subida e taxas de avanço de fresagem normais. As causas e soluções para grandes vibrações durante a fresagem são as seguintes.
(1) Folga do veio
As principais causas de folga do fuso são a folga excessiva do rolamento do fuso e a corrosão na pista do rolamento do fuso. A primeira pode ser resolvida ajustando a folga do rolamento do fuso, enquanto a segunda requer a substituição do rolamento.
(2) Folga na mesa de trabalho
A principal causa da folga da mesa de trabalho é o facto de a tira guia da mesa de trabalho estar demasiado solta. Esta precisa de ser reajustada e o aperto pode ser controlado utilizando um calibrador de folga de 0,03 mm. Se a tira de guia não estiver direita, deve ser raspada ou substituída.
(3) Grande folga entre o parafuso de avanço da mesa de trabalho e a porca
A solução consiste em reajustar a folga ajustando a posição da porca ajustável através da engrenagem sem-fim, assegurando uma folga adequada entre o parafuso de avanço e a porca, e apertando os parafusos de fixação.
(4) Outros factores
- Se a fundação da máquina for má, deve ser reconstruída de acordo com os requisitos.
- Se o motor principal vibrar excessivamente, deve ser efectuada uma equilibragem dinâmica do rotor do motor.
- Se as engrenagens da transmissão principal se moverem de forma irregular ou produzirem um ruído forte, inspeccione e substitua as engrenagens defeituosas.
- Se o cone da fresa não coincidir com o furo cónico ou se a fresa não estiver apertada corretamente, verifique e rectifique o cone, e aperte a fresa.
2. Deslocação irregular ao rodar manualmente a mesa de trabalho no sentido longitudinal
As principais causas são a flexão ou o desgaste parcial do parafuso de avanço, ou o desalinhamento entre o eixo do parafuso de avanço e a guia longitudinal. No primeiro caso, é necessário endireitar, reparar ou substituir o parafuso de avanço; no segundo, é necessário reinstalar o parafuso de avanço e alargar os orifícios dos pinos de posicionamento.
3. Rastejamento da mesa elevadora durante a elevação a baixa velocidade
As causas são o facto de a barra de pressão da guia da coluna não estar desapertada e uma lubrificação deficiente. A primeira exige que se desaperte e ajuste a barra de pressão, enquanto a segunda exige que se mantenha uma lubrificação correcta.
4. O avanço rápido da mesa de trabalho não arranca ou não é desativado
A principal razão para a alimentação rápida da mesa de trabalho não arrancar é a folga excessiva na embraiagem de fricção. A embraiagem tem de ser revista e o eletroíman também deve ser verificado quanto a falhas.
As principais razões para que o avanço rápido da mesa de trabalho não se desengate são o magnetismo residual excessivo no eletroíman ou a força insuficiente da mola de retorno lento. Os electricistas e os mecânicos devem repará-lo e ajustá-lo. Esta falha é rara mas muito perigosa e deve ser objeto de uma atenção especial.
5. Falha da embraiagem de segurança do sistema de alimentação
Existem duas manifestações de falha da embraiagem de segurança do sistema de alimentação: uma é o facto de a mesa de trabalho parar de alimentar com uma ligeira resistência; a outra é o facto de a alimentação não parar automaticamente quando sobrecarregada.
A principal razão para a falha da embraiagem de segurança é o ajuste incorreto do binário. A embraiagem de segurança deve ser reajustada para rodar com um binário de 157-196 N-m.
6. Má rotação do fuso ou falha no arranque
Se o fuso não parar dentro de 0,5s após premir o botão "Stop" ou até inverter, a causa é o ajuste incorreto do dispositivo de travagem do fuso ou uma falha do relé no circuito elétrico. Se o fuso não arrancar depois de premir o botão e o motor emitir um som de "zumbido", trata-se de uma avaria eléctrica que tem de ser reparada por mecânicos e electricistas.
7. Dificuldade em engatar as mudanças de velocidade
Ao mudar a velocidade do fuso, se a alavanca de mudança de velocidade não puder ser empurrada para a sua posição original, a causa é que o micro-interrutor de mudança de velocidade não está a funcionar. Um eletricista deve verificar e reparar o microinterruptor.
8. Avaria dos manípulos de controlo do avanço horizontal e vertical da mesa de trabalho ou do dispositivo de encravamento manual e automático
Quando os manípulos de controlo da alimentação horizontal e vertical da mesa de trabalho falham, não há alimentação horizontal ou vertical, ou mesmo ambas as direcções são alimentadas simultaneamente. As principais causas são as mudanças de posição do tambor ou as mudanças de posição da haste do interrutor elétrico. Os electricistas e mecânicos devem ajustá-los e repará-los.
Quanto à falha do dispositivo de encravamento manual e automático horizontal e vertical, a principal causa é o desprendimento da alavanca de acionamento ou do pino de paragem no dispositivo de encravamento. Os mecânicos devem ser chamados para inspeção e reparação.
II. Segurança na utilização de máquinas de fresar
A operação segura das fresadoras inclui a segurança da qualidade do processamento da peça, bem como a segurança dos operadores e do equipamento. Para obter um processamento de peças de qualidade e uma produção segura, os operadores de fresadoras devem seguir as "Regras Gerais do Processo para Operações de Corte" (ver Tabela 1) e as "Regras Gerais do Processo para Operações de Fresagem" (ver Tabela 2).
Quadro 1 Regras gerais de processo para operações de corte
| Item | Regras principais | |
| Preparação antes da transformação | 1) Depois de receber a tarefa de processamento, o operador deve primeiro verificar se todos os desenhos do produto, especificações do processo e documentos técnicos relacionados estão completos 2) Compreender e ler claramente as especificações do processo, os desenhos do produto e os seus requisitos técnicos. Em caso de dúvidas, consultar o pessoal competente antes de prosseguir com o processamento 3) Verificar se a peça em bruto ou o produto semi-acabado cumpre os requisitos de acordo com o desenho do produto e/ou a especificação do processo. Se forem detectados quaisquer problemas, comunique-os imediatamente ao pessoal competente e só prossiga com o processamento depois de os problemas terem sido resolvidos 4) Prepare todo o equipamento necessário para o processo de acordo com a especificação do processo e resolva prontamente quaisquer problemas. No caso de novos dispositivos ou moldes, familiarize-se primeiro com os seus requisitos de utilização e métodos de funcionamento 5) Colocar o equipamento de processamento nas posições designadas, não o colocar no lugar errado e, especialmente, não o colocar nas guias das máquinas-ferramentas 6) Não desmontar ou modificar arbitrariamente o equipamento de processamento 7) Verificar o equipamento da máquina-ferramenta a utilizar para a transformação e preparar todos os acessórios necessários. Antes do processamento, lubrificar a máquina-ferramenta e efetuar um ensaio em seco, conforme especificado | |
| Fixação de ferramentas e peças de trabalho | Fixação de ferramentas | 1) Antes de fixar qualquer ferramenta, limpar sempre a haste da ferramenta, o suporte da ferramenta, a manga de guia, etc. 2) Depois de fixar a ferramenta, verifique a sua correção utilizando um dispositivo de ajuste da ferramenta ou um corte de teste |
| Fixação da peça de trabalho | 1) Ao instalar dispositivos de fixação na mesa de trabalho da máquina-ferramenta, limpe primeiro a superfície da base de localização e alinhe a sua posição em relação à ferramenta 2) Antes de fixar a peça de trabalho, limpar a superfície de localização, a superfície de fixação, os calços e as superfícies de localização e de fixação do dispositivo de fixação, assegurando que não existem rebarbas 3) Fixar de acordo com o ponto de referência de localização especificado na especificação do processo. Se não for especificado, o operador pode escolher o ponto de referência de localização e o método de fixação. Selecionar o ponto de referência de localização de acordo com os seguintes princípios: ① Tentar fazer com que o ponto de referência de localização coincida com o ponto de referência de projeto ② Tente utilizar o mesmo ponto de referência de localização para todas as superfícies de maquinagem ③ Para maquinagem de desbaste, escolha uma superfície plana e não processada ou uma superfície com uma margem de maquinagem mínima como ponto de referência de localização e utilize-a apenas uma vez ④ Para operações de maquinagem de acabamento, o ponto de referência de localização deve ser uma superfície já maquinada ⑤ O ponto de referência de localização escolhido deve permitir o posicionamento e a fixação convenientes da peça de trabalho, garantindo estabilidade e fiabilidade durante a maquinagem 4) Para peças de trabalho sem dispositivos de fixação especiais, seguir os seguintes princípios para o alinhamento: ① Para peças de trabalho com riscas, alinhe de acordo com as linhas de riscas ② Para peças de trabalho não circunscritas, se a superfície necessitar de processamento adicional em operações subsequentes, assegure uma margem de maquinação suficiente para a operação seguinte ao alinhar ③ Para superfícies maquinadas até às dimensões finais nesta operação, a precisão do alinhamento deve ser inferior a 1/3 da tolerância dimensional e da tolerância de posição 5) Ao apertar os conjuntos, verificar o posicionamento das superfícies de contacto 6) Ao fixar peças de trabalho, a força de fixação deve atuar através de pontos ou superfícies de apoio. Para peças com baixa rigidez (ou com partes salientes durante a maquinagem), adicionar suportes auxiliares em posições apropriadas para aumentar a rigidez 7) Quando fixar superfícies maquinadas com precisão ou peças de trabalho de material macio, utilize almofadas macias, tais como folha de cobre puro 8) Ao utilizar placas de pressão para fixar peças de trabalho, o ponto de apoio da placa de pressão deve ser ligeiramente superior à superfície da peça de trabalho e os parafusos de fixação devem estar o mais próximo possível da peça de trabalho para garantir a força de fixação | |
| Requisitos de processamento | 1) Para garantir a qualidade do processamento e melhorar a produtividade, escolha os parâmetros de corte adequados com base no material da peça, nos requisitos de precisão e nas condições da máquina-ferramenta, da ferramenta de corte e do dispositivo de fixação. Ao maquinar peças fundidas, para evitar danificar as ferramentas devido a inclusões de areia na superfície ou camadas endurecidas, a profundidade de corte deve ser superior à profundidade das inclusões de areia ou camadas endurecidas, quando as condições o permitirem 2) Para dimensões com requisitos de tolerância, tentar maquinar no meio do intervalo de tolerância 3) Para operações de maquinagem em desbaste em que a rugosidade da superfície não é especificada na especificação do processo, a rugosidade da superfície maquinada Ra não deve exceder 25μm 4) A rugosidade da superfície Ra antes do alargamento não deve exceder 12,5 μm 5) A rugosidade superficial Ra antes da retificação de precisão não deve exceder 6,3μm 6) Durante a maquinagem de desbaste, os chanfros, os arredondamentos e as profundidades das ranhuras devem ser maquinados ou aprofundados de acordo com as permissões de maquinagem de acabamento para garantir que os requisitos do projeto são cumpridos após a maquinagem de acabamento 7) Para superfícies de peças de trabalho que requerem endurecimento de superfícies, testes ultra-sónicos ou polimento de rolos em operações subsequentes, a rugosidade superficial Ra maquinada nesta operação não deve exceder 6,3μm 8) Se a rebarbação não puder ser efectuada em operações subsequentes, as rebarbas produzidas nesta operação devem ser removidas nesta operação 9) Durante a maquinagem de peças de grandes dimensões, verificar regularmente se a peça de trabalho se soltou, para evitar problemas de qualidade ou acidentes devidos a afrouxamento 10) Quando a maquinagem de desbaste e a maquinagem de acabamento são efectuadas na mesma máquina-ferramenta, geralmente solta-se a peça de trabalho após a maquinagem de desbaste, deixa-se arrefecer e volta-se a fixar a peça 11) Se ocorrerem sons anormais ou se a rugosidade da superfície piorar subitamente durante o processo de corte, recolha imediatamente a ferramenta, pare a máquina e inspeccione 12) Na produção por lotes, a primeira peça deve ser inspeccionada e só depois de passar na inspeção é que a produção pode continuar 13) Durante o processo de maquinagem, os operadores devem efetuar a auto-inspeção das peças 14) Durante a inspeção, utilizar corretamente os instrumentos de medição. Ao utilizar calibradores, micrómetros, etc., empurrá-los ou rodá-los suavemente, evitando uma força excessiva. Ao utilizar paquímetros, micrómetros, relógios comparadores, etc., ajustar previamente a posição zero | |
| Tratamento pós-processamento | 1) Após cada operação, as peças de trabalho devem estar isentas de aparas, água e sujidade, e bem arrumadas nos dispositivos designados para evitar amolgadelas, choques ou riscos 2) As superfícies que não serão imediatamente submetidas a outras operações de transformação ou que tenham sido objeto de maquinagem de acabamento devem ser tratadas para prevenir a ferrugem 3) As peças de trabalho mantidas por dispositivos magnéticos durante a maquinagem devem ser desmagnetizadas após o processamento 4) Para peças relacionadas processadas em grupos, as marcações (ou numeração) devem ser efectuadas após o processamento 5) As peças de trabalho concluídas em cada processo só podem ser transferidas para o processo seguinte depois de serem inspeccionadas e aprovadas por inspectores específicos 6) Depois de utilizar o equipamento de processamento, este deve ser limpo (aplicar óleo anti-ferrugem) e devolvido ao local designado ou ao armazém de ferramentas 7) Os desenhos dos produtos, as especificações dos processos e outros documentos técnicos utilizados devem ser mantidos limpos e arrumados, sendo estritamente proibidas as modificações | |
Tabela 2 Regras gerais do processo de moagem
| Item | Regras principais |
| Seleção e fixação de fresas | 1) Seleção do diâmetro da fresa e do número de dentes ① O diâmetro da fresa deve ser selecionado com base na largura e profundidade da fresagem; geralmente, quanto maior e mais profunda for a largura e profundidade da fresagem, maior deve ser o diâmetro da fresa ② O número de dentes na fresa deve ser selecionado com base no material da peça e nos requisitos de processamento; geralmente, para fresar materiais plásticos ou usinagem em bruto, escolha grosso para fresar materiais frágeis ou para semi-acabamento e acabamento, optar por fresas de dentes médios ou finos 2) Fixação das fresas ① Ao fixar uma fresa numa fresadora horizontal, mantenha a fresa o mais próximo possível do fuso, sem afetar o processamento, e o suporte de apoio perto de o cortador. Se o cortador precisar de estar afastado do fuso, deve ser instalado um suporte auxiliar entre o fuso e o cortador ② Ao fixar uma fresa numa fresadora vertical, escolha um suporte de ferramenta curto sempre que possível, sem afetar a fresagem ③ Depois de fixar a fresa, se necessário, utilize um indicador para verificar a excentricidade radial e da face final da fresa ④ Ao fresar superfícies planas largas com duas fresas cilíndricas em simultâneo, escolha duas fresas com direcções espirais opostas |
| Fixação da peça de trabalho | 1) Fixação num torno de máquina ① Assegure-se da posição correta da morsa da máquina na mesa de trabalho; se necessário, utilize um indicador para alinhar e fixar a face da mandíbula da morsa para a tornar paralela ou perpendicular à direção de deslocação da mesa da máquina ② Coloque espaçadores paralelos de espessura adequada sob a peça de trabalho e, ao fixar, certifique-se de que a peça de trabalho está bem pressionada contra os espaçadores paralelos ③ A peça de trabalho não deve sobressair demasiado acima das mandíbulas da morsa ou afastar-se demasiado das extremidades das mandíbulas para evitar vibrações durante a fresagem 2) Requisitos para a utilização de uma cabeça divisória (fixação) ① Ao fixar uma peça de trabalho na cabeça divisora, bloqueie primeiro o eixo da cabeça divisora. Ao apertar a peça de trabalho, é proibido utilizar um tubo na pega aplicar uma força ② Após ajustar o ângulo de inclinação do eixo da cabeça divisora, aperte os quatro parafusos na base para evitar o movimento da posição zero ③ Ao fixar peças de trabalho tipo eixo entre os dois centros da cabeça divisória, certifique-se de que as linhas centrais dos centros dianteiro e traseiro estão alinhadas ④ Ao indexar com a cabeça de divisão, o manípulo de indexação deve ser rodado numa direção. Se a posição for ultrapassada, rode para trás mais do que o excedido distância e, em seguida, rodar para a posição correcta para eliminar a folga ⑤ Ao indexar, insira lentamente o pino de posicionamento na pega no orifício da placa de indexação. Não solte de repente para evitar danificar a placa de indexação placa |
| Processo de fresagem | 1) Depois de ajustar a máquina antes da fresagem, bloquear as direcções de movimento não utilizadas 2) Ao aproximar-se da peça de trabalho com avanço rápido, mudar para o avanço normal para evitar a colisão da ferramenta com a peça de trabalho 3) Na fresagem de ranhuras helicoidais, efetuar primeiro um ensaio com as engrenagens calculadas (mudar as engrenagens) para verificar se a direção do avanço e da espiral estão correctas e, em seguida, prosseguir com o processamento 4) Ao fresar com fresas de forma, para melhorar a vida útil da ferramenta, os parâmetros de corte devem ser geralmente cerca de 25% inferiores aos das fresas cilíndricas 5) Ao fresar o perfil utilizando o método de cópia, manter um bom contacto entre o rolo e o modelo, mas evitar uma pressão excessiva para permitir que o rolo rode livremente 6) Ao cortar, a fresa deve estar o mais próximo possível do dispositivo de fixação para aumentar a estabilidade durante o corte 7) Seleção de fresagem por escalada e fresagem convencional ① A fresagem convencional é recomendada nas seguintes situações: Quando a folga entre o parafuso de avanço da mesa da fresadora e a porca é grande e não pode ser facilmente ajustada; quando a superfície da peça de trabalho tem uma camada dura, incrustações ou dureza irregular; quando a superfície da peça de trabalho é significativamente irregular; quando o material da peça de trabalho é demasiado duro; quando a fresagem por passos; quando a profundidade de corte é grande ② A fresagem escalonada é recomendada nas seguintes situações: Ao fresar peças de trabalho que são difíceis de fixar com segurança ou que são finas e longas; para fresagem de precisão; ao cortar materiais como baquelite, plásticos ou vidro acrílico Para além disso, há que ter em conta os seguintes pontos: |
1) Antes de colocar a fresadora em funcionamento, verifique primeiro se todos os manípulos estão na posição correcta, lubrifique todas as peças deslizantes e, em seguida, trabalhe a baixa velocidade durante 3-5 minutos. Só comece a trabalhar depois de confirmar que todas as peças estão a funcionar normalmente.
2) Ao carregar/descarregar peças de trabalho ou ao medir dimensões, a peça de trabalho deve ser afastada da posição da fresa e a máquina deve ser parada; no entanto, não pare a máquina antes de a peça de trabalho se ter afastado da ferramenta.
3) Ao carregar/descarregar peças de trabalho pesadas, escolha equipamento e métodos de elevação fiáveis e certifique-se de que a peça de trabalho está bem presa.
4) Instalar corretamente as ferramentas de corte e verificar regularmente o desgaste e o aperto das ferramentas.
5) Todas as superfícies de deslizamento da fresadora devem estar limpas e sem objectos. As superfícies de referência de instalação, como o furo cónico do fuso e a superfície da mesa de trabalho, devem estar limpas e sem riscos, e regularmente lubrificadas.
6) É proibido bater fortemente com as peças de trabalho na máquina, pisar a superfície da mesa da máquina ou colocar objectos que possam danificar a superfície da mesa.
7) Ao mudar as velocidades do fuso na fresadora, geralmente evite mudar mais de três vezes continuamente. Caso contrário, cada mudança de velocidade deve ser efectuada com um intervalo de 5 minutos para evitar danos no circuito do motor devido a uma corrente de arranque excessiva.
8) Ao alimentar manualmente a mesa de trabalho nas direcções longitudinal, transversal e vertical, se a distância necessária numa determinada direção for excedida, não volte diretamente à escala necessária. Em vez disso, rode o manípulo uma volta para trás e depois rode-o novamente para o valor pretendido.
9) Concentre-se durante o trabalho, mantenha a cabeça e as mãos afastadas das ferramentas de corte rotativas, não toque na fresa com as mãos e nunca utilize as mãos para travar.
10) Não usar luvas durante a operação; as pessoas com cabelo comprido devem usar capacetes de segurança. Não remover as aparas diretamente com as mãos ou soprá-las com a boca; utilizar uma escova macia para as varrer suavemente.
Quando fresar a alta velocidade, use óculos de proteção para evitar que as limalhas que voam a alta velocidade danifiquem os olhos. Ao fresar peças de ferro fundido, é melhor usar uma máscara para evitar a inalação de pó de limalha através da boca e do nariz.
11) Preste sempre atenção ao funcionamento de todas as peças. Se for detectada qualquer anomalia, pare imediatamente a máquina, inspeccione-a e elimine a avaria.
12) Ao abandonar a máquina, desligue sempre a alimentação eléctrica; antes de terminar o trabalho, certifique-se de que a mesa de trabalho está posicionada no meio de cada direção de alimentação.
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