Fresamento 101: técnicas, ferramentas e máquinas

O processamento de fresagem é um método de corte de peças de trabalho em uma fresadora usando uma ferramenta rotativa com várias lâminas, que é o método mais básico para o processamento de planos e ranhuras. Durante o fresamento, a rotação da fresa é o movimento principal, e o movimento linear ou rotativo da fresa ou da peça de trabalho ao longo da direção coordenada é o movimento de avanço.

A fresa é uma ferramenta com várias lâminas, cada um de seus dentes é equivalente a uma ferramenta de torno, e vários dentes participam do corte durante o processamento de fresagem. Para um único dente, suas características de corte são basicamente as mesmas do torneamento, mas o processo de corte de toda a ferramenta tem seus aspectos exclusivos.

I. Visão geral da moagem

1. Características do processamento de moagem

(1) Alta produtividade no processamento de moagem

Durante o fresamento, devido à participação de vários dentes no corte, a taxa de remoção de metal é alta, o processo de corte de cada dente é descontínuo e o corpo da ferramenta é relativamente grande, portanto, as condições de dissipação de calor e transferência de calor são melhores, a velocidade de fresamento pode ser maior e outros parâmetros de corte também podem ser maiores, portanto, a produtividade do fresamento é muito alta.

(2) O processamento de fresagem é um corte intermitente

Durante o fresamento, cada dente entra e sai da peça de trabalho, formando um corte intermitente, e a espessura de corte de cada dente varia, causando grandes variações na força de corte, e a peça de trabalho e o dente são submetidos a impactos e vibrações periódicos. O fresamento está em um estado de vibração e instabilidade, o que exige que a máquina-ferramenta e o dispositivo de fixação tenham alta rigidez e recursos antivibração.

O calor, o impacto e a vibração do fresamento podem reduzir a vida útil da ferramenta e afetar a qualidade da superfície da usinagem. De modo geral, o fresamento pertence principalmente à categoria de usinagem de desbaste e semiacabamento.

(3) Problemas de retenção e remoção de cavacos

Como a fresa é uma ferramenta com várias lâminas, o espaço para cavacos e o espaço de retenção de cavacos dos dentes são semifechados, o espaço entre os dentes adjacentes é limitado e, portanto, é necessário que os cavacos cortados por cada dente tenham espaço suficiente para se acomodar e possam ser removidos suavemente, caso contrário, isso causará danos à ferramenta.

(4) A mesma superfície usinada pode ser fresada usando métodos e ferramentas diferentes

A superfície usinada com o mesmo formato pode ser processada com diferentes fresas e métodos de fresamento durante o fresamento. Por exemplo, ao fresar um plano, podem ser usadas fresas cilíndricas, fresas de topo, fresas de faceamento, etc., e podem ser adotados métodos de fresamento escalonado ou convencional. Isso pode atender aos requisitos de diferentes materiais de peças de trabalho e outras condições de corte, para melhorar a eficiência do corte e a vida útil da ferramenta.

2. Faixa do processo de fresagem

A faixa de processamento de fresagem é muito ampla, conforme mostrado na Figura 1. Com diferentes tipos de fresagem Com as fresas, é possível processar planos, superfícies escalonadas, ranhuras e superfícies moldadas, etc. Além disso, ferramentas de processamento de furos, como brocas, alargadores e ferramentas de mandrilamento, também podem ser instaladas na fresadora para processar furos na peça de trabalho.

a), b), c) Planos de fresagem
d), e) Ranhuras de fresagem
f) Etapas de fresagem
g) Fresagem de ranhuras em T
h) Ranhuras de fresagem
i), j) Cantos de fresagem
k), l) Fresagem de rasgos de chaveta
m) Fresagem de dentes de engrenagens
n) Fresagem de ranhuras em espiral
o) Fresamento de superfícies curvas
p) Fresagem de superfícies curvas tridimensionais

A fresagem pode ser usada para usinagem de desbaste, semiacabamento ou acabamento de peças de trabalho. O grau de tolerância dimensional do processamento de fresamento é geralmente IT7~IT13, e a rugosidade da superfície O valor Ra é de 12,5 ～ 1,6 μm. A fresagem não é adequada apenas para a produção de uma única peça e de pequenos lotes, mas também para a produção em massa.

3. Parâmetros de fresagem

Durante o fresamento, a camada de metal entre duas superfícies de transição formadas sucessivamente na peça de trabalho por dentes adjacentes na fresa é chamada de camada de corte. Os parâmetros de fresagem determinam a forma e o tamanho da camada de corte, o que tem um impacto significativo no processo de fresagem.

De acordo com as diferentes posições de distribuição das arestas de corte na fresa, o fresamento pode ser dividido em fresamento periférico e fresamento de face. O fresamento com dentes distribuídos na superfície cilíndrica da fresa é chamado de fresamento periférico, e o fresamento com dentes distribuídos na face final da fresa é chamado de fresamento de face, conforme mostrado na Figura 2. Os parâmetros de fresagem incluem os seguintes elementos de fresagem.

a) Fresagem periférica
b) Fresamento de face

(1) Velocidade de fresagem V_c

A velocidade de fresagem é a velocidade linear da rotação da fresa, ou seja, a velocidade instantânea de um ponto selecionado na borda de corte da fresa em relação à peça de trabalho na direção do movimento principal, que pode ser calculada pela fórmula a seguir:

V_c=πdn/1000

Onde

• V _c - Velocidade de fresagem (m/min ou m/s);
• d- Diâmetro da fresa (mm);
• n- Velocidade de rotação da fresa (r/min ou r/s).

(2) Taxa de alimentação

Durante o fresamento, o deslocamento relativo da peça de trabalho e da fresa na direção do avanço é chamado de taxa de avanço, que tem três métodos de representação:

1) Alimentação por dente f_z

O deslocamento relativo da fresa em relação à peça de trabalho na direção do avanço quando cada dente da fresa gira, medido em mm/z.

2) Alimentação por rotação f

Refere-se ao deslocamento relativo da fresa em relação à peça de trabalho na direção do avanço quando a fresa dá uma volta completa, medida em mm/r. A relação entre avanço por dente e avanço por revolução é a seguinte:

f_z=f/z

Onde z é o número de dentes na fresa.

3) Velocidade de alimentação V_f

O deslocamento relativo da peça de trabalho e da fresa na direção do avanço por unidade de tempo, medido em mm/min. A relação entre eles é a seguinte:

V_f=fn =f_zzn

Onde n é a velocidade da fresa (r/min).

(3) Profundidade axial de corte a_p

Refere-se ao tamanho da camada de corte medida paralelamente ao eixo da fresa. Para fresamento de topo, a_p é a profundidade da camada de corte; para fresamento periférico, a_p é a largura da superfície que está sendo usinada.

(4) Profundidade radial de corte a_e

Refere-se ao tamanho da camada de corte medida perpendicularmente ao eixo da fresa. Para fresamento de topo, a _e é a largura da superfície que está sendo usinada; para fresamento periférico, a_e é a profundidade da camada de corte.

II. Máquinas de fresagem

Há muitos tipos e formas de fresadoras, entre as quais as fresadoras de mesa elevatória, as fresadoras de mesa não elevatória e as fresadoras de pórtico são tipos básicos. Para se adaptar a diferentes objetos de usinagem e tipos de produção, foram desenvolvidas muitas variedades derivadas de fresadoras, como fresadoras com balancim e deslizamento, fresadoras de ferramentas, fresadoras de perfis etc. Além disso, há várias fresadoras especializadas, como fresadoras de brocas, fresadoras de virabrequim etc. Veja abaixo uma breve introdução aos tipos comuns de fresadoras.

1. Fresadora de mesa elevatória

A característica desse tipo de máquina-ferramenta é que ela tem uma mesa de elevação que pode se mover para cima e para baixo ao longo dos trilhos de guia verticais da base, e a mesa de trabalho pode ajustar sua posição e completar o movimento de alimentação em três direções perpendiculares entre si. Esse tipo de máquina-ferramenta é amplamente utilizado, principalmente para o processamento de peças médias e pequenas na produção de peças únicas e pequenos lotes. As fresadoras de mesa elevatória comuns incluem os seguintes tipos:

(1) Fresadora de mesa de elevação horizontal

O fuso da fresadora de mesa elevatória horizontal é disposto horizontalmente, e sua aparência e seus componentes são mostrados na Figura 3. A base 1 é fixada na base 8, contendo a mudança de velocidade do movimento principal, os mecanismos de controle e o fuso 3. A mesa elevatória 7 se move para cima e para baixo ao longo dos trilhos de guia verticais da cama, a sela 6 se move lateralmente na mesa elevatória 7 e a mesa de trabalho 5 pode executar o movimento de alimentação longitudinal na sela. A mesa de elevação, a mesa de trabalho e o selim podem se mover rapidamente.

1 dormitório
2 feixes
3 eixos
Suporte de coluna para 4 ferramentas
5-Mesa de trabalho
6-Saddle
7-Mesa de elevação
8-Base

(2) Fresadora de mesa elevatória universal horizontal

A diferença entre a fresadora de mesa elevatória universal horizontal e a fresadora de mesa elevatória horizontal é que há uma mesa giratória na sela, e a mesa de trabalho se move longitudinalmente nos trilhos de guia da mesa giratória. A mesa giratória pode girar em torno do eixo vertical em uma faixa de ±45°, expandindo assim a faixa tecnológica da fresadora.

A fresadora modelo X6132 é uma fresadora de mesa elevatória universal horizontal comumente usada, e sua aparência é mostrada na Figura 4. Essa máquina-ferramenta tem uma estrutura relativamente completa, uma ampla gama de mudanças de velocidade, boa rigidez, operação conveniente e um dispositivo de ajuste automático para a folga de alimentação longitudinal.

1-Base
Carroceria com 2 camas
3-Viga suspensa
4-Suporte de barra de facas
5 - Eixo principal
6-Bancada de trabalho
Sela com 7 camas
8-Mesa de elevação
9-Mesa giratória

(3) Fresadora universal de cabeçote rotativo

A fresadora de cabeçote rotativo universal é estruturalmente semelhante à fresadora de mesa elevatória horizontal, conforme mostrado na Figura 5. É essencialmente uma fresadora horizontal, mas em ambas as extremidades de sua corrediça 2, estão instalados um motor elétrico 1 e um cabeçote de fresagem vertical universal 3, cujo cabeçote de fresagem pode ser inclinado em qualquer direção para realizar operações de fresagem.

1-Motor elétrico
2 deslizamentos
3-Cabeçote de fresagem vertical universal
4-Fuso principal horizontal

(4) Fresadora com mesa de elevação vertical

A maior diferença entre a fresadora de mesa elevatória vertical e a fresadora de mesa elevatória horizontal é que o fuso é disposto verticalmente, conforme mostrado na Figura 6. O cabeçote de fresagem vertical da fresadora com mesa elevatória vertical pode girar para a direita ou para a esquerda em uma faixa de ±45° no plano vertical, para expandir a faixa de usinagem da fresadora.

1-Cabeça de fresagem
2 - Eixo principal
3-Bancada de trabalho
4-Saddle
5-Mesa de elevação

2. Fresadora sem mesa de elevação

A bancada de trabalho desse tipo de fresadora só pode se mover longitudinal e lateralmente em uma base fixa (bancada retangular) ou girar em torno de um eixo vertical (bancada circular), com ajuste vertical e movimento de alimentação realizados pela caixa do eixo principal da máquina. Ela tem melhor rigidez e resistência à vibração do que a fresadora de mesa elevatória, adequada para o processamento com quantidades de corte maiores. A Figura 7 mostra a aparência da fresadora sem mesa elevatória.

a) Movimento da bancada
b) Rotação da bancada de trabalho

3. Fresadora de pórtico

A fresadora de pórtico é uma fresadora universal de grande porte e alta eficiência, usada principalmente para processar várias peças grandes, como planos, ranhuras etc. Ela pode realizar fresamento de desbaste, fresamento de semiacabamento e também fresamento de acabamento. A Figura 8 mostra a aparência da fresadora de pórtico.

1 dormitório
2, 8 - Cabeçote de fresagem horizontal
3, 6 - Cabeçote de fresagem vertical
4 colunas
5 - Viga cruzada

A máquina-ferramenta tem uma estrutura de quadro, a viga 5 pode se mover para cima e para baixo na coluna 4 para acomodar a altura da peça de trabalho. Duas caixas de fuso de fresagem vertical (cabeçotes de fresagem vertical) 3 e 6 são montadas na viga. Dois cabeçotes de fresagem horizontal 2 e 8 são montados nas duas colunas, respectivamente. Cada cabeçote de fresagem é um componente independente, contendo o mecanismo principal de mudança de velocidade de movimento, o fuso e o mecanismo operacional.

O motor principal do tipo flange é fixado na extremidade da caixa do eixo de fresagem. A mesa de trabalho pode se mover horizontalmente longitudinalmente na cama 1, o cabeçote de fresagem vertical pode se mover horizontalmente através da viga e o cabeçote de fresagem horizontal pode se mover para cima e para baixo na coluna.

Todos esses movimentos podem ser movimentos de avanço ou de posicionamento rápido para ajustar a posição relativa entre o cabeçote de fresagem e a peça de trabalho. O fuso é montado dentro da luva do fuso e pode ser estendido ou retraído manualmente para ajustar a quantidade de corte posterior. 7 é uma estação de botão pendente.

As fresadoras de pórtico podem usar vários cabeçotes de fresagem para usinar várias superfícies de uma peça de trabalho ou usinar várias peças de trabalho ao mesmo tempo, de modo que a produtividade é muito alta, e elas são amplamente usadas na produção em lote e em massa.

III. Acessórios comuns da fresadora

1. Cabeçote divisor universal

O cabeçote divisor universal é um acessório importante da fresadora (veja a figura 9), usado para expandir a faixa de usinagem da fresadora. Ao usinar determinadas peças de trabalho (como engrenagens, eixos estriados, peças com ranhuras em espiral etc.) na fresadora, o cabeçote divisor universal é usado e sua base é fixada na mesa de trabalho da fresadora. Há um corpo giratório na base, e a lateral do corpo giratório tem uma placa divisória, com vários círculos de pequenos orifícios igualmente divididos em ambos os lados da placa divisória.

1-Base
Eixo de 2 lados
3 alças
4-Escala de divisão
5-Placa divisória
Ponta com 6 centros
7 eixos
8-Corpo giratório

Ao girar a alça, o mecanismo de transmissão interna do cabeçote divisor universal aciona o fuso para girar. O fuso pode girar em qualquer ângulo entre -6° e 90° com o corpo giratório, de modo que a peça de trabalho pode ser inclinada no ângulo necessário em relação à superfície da mesa de trabalho. A extremidade dianteira do fuso tem um furo cônico padrão, que pode inserir a ponta central, e a parte externa tem roscas para montagem de mandris, placas de discagem e mandris de pinça para segurar diferentes peças de trabalho.

O número de círculos e furos que a alça deve girar na placa divisora universal pode ser calculado de acordo com as necessidades da usinagem da peça, para completar a divisão igual ou desigual da peça. A peça de trabalho é apoiada entre a ponta central do fuso do cabeçote divisor e a ponta central do cabeçote móvel montado na mesa de trabalho ou pode ser usinada usando um mandril, conforme mostrado na figura 10.

a) Método de fixação para eixos longos
b) Método de fixação para engrenagens cônicas

Além disso, ao equipar um conjunto de engrenagens de troca entre o eixo lateral do cabeçote divisor universal e o parafuso de alimentação da mesa de trabalho, a rotação do fuso do cabeçote divisor universal é acionada pelo parafuso de alimentação da mesa de trabalho em uma determinada relação de transmissão, de modo que o movimento de alimentação longitudinal da mesa de trabalho e o movimento de rotação do fuso do cabeçote divisor universal são combinados para formar um movimento helicoidal para a usinagem de ranhuras em espiral.

2. Cabeçote de fresagem vertical

O cabeçote de fresagem vertical (veja a figura 11) é montado em uma fresadora horizontal, permitindo que a fresadora horizontal funcione como uma fresadora vertical, expandindo assim sua faixa de usinagem. O cabeçote de fresagem vertical pode girar 360° no plano vertical, e a velocidade de seu fuso é geralmente a mesma do fuso da fresadora, com uma relação de transmissão de 1:1.

3. Cabeçote de fresagem universal

O cabeçote de fresagem universal (veja a Figura 12) também é usado em fresadoras horizontais e pode girar 360° em dois planos mutuamente perpendiculares. Portanto, ele pode fazer com que o eixo do cabeçote de fresagem forme qualquer ângulo com a superfície da mesa de trabalho, realizando o processamento de fresagem de várias superfícies com requisitos de ângulo em uma única fixação. A relação de transmissão entre seu fuso e o fuso da fresadora também é de 1:1.

IV. Fresa

1. Tipos de fresas

As fresas são um tipo de ferramenta de corte com vários dentes, com uma ampla variedade, e podem ser classificadas de acordo com seu uso da seguinte forma.

(1) Fresas para usinagem de planos

1) Fresa cilíndrica

Ela pode ser usada para usinar planos relativamente estreitos em fresadoras horizontais. A fresa cilíndrica pode ser feita inteiramente de aço rápido para ferramentas (veja a Figura 13a) ou pode ser fabricada com pastilhas de metal duro (veja a Figura 13b).

a) Tipo integral
b) Tipo de inserção

Para melhorar a estabilidade durante o fresamento, é comum usar dentes em forma de espiral. Essa fresa tem dois tipos: a fresa cilíndrica de dentes grossos tem menos dentes, alta resistência dos dentes, grande espaço para cavacos e mais tempo de retífica, adequada para usinagem de desbaste; a fresa cilíndrica de dentes finos tem mais dentes e opera suavemente, adequada para acabamento.

Ao selecionar o diâmetro da fresa, é preciso garantir que o eixo da fresa tenha rigidez e resistência suficientes, geralmente com base na quantidade de fresagem e no eixo da fresa para selecionar o diâmetro da fresa.

2) Fresa de faceamento

As fresas de faceamento de pequeno diâmetro são feitas inteiramente de aço rápido para ferramentas (veja a Figura 14a), as fresas de faceamento de grande diâmetro são montadas com cabeças de corte de metal duro soldadas (veja a Figura 14b) ou usam pastilhas de metal duro indexáveis fixadas mecanicamente (veja a Figura 14c). As fresas de faceamento de metal duro são adequadas para o fresamento de planos em alta velocidade, devido à sua boa rigidez, alta eficiência e boa qualidade de usinagem, por isso são amplamente utilizadas.

a) Lâmina de corte integral
b) Lâmina de corte de carbeto cimentado soldado
c) Lâmina de corte de carbeto cimentado indexável fixada mecanicamente
1-Corpo do cortador
Assento com 2 posições
Braçadeira de assento com 3 posições
4-Abraçadeira da lâmina do cortador

(2) Fresas para usinagem de ranhuras

1) Fresa de três arestas

Além de a superfície circunferencial ter a aresta de corte principal, a fresa de três arestas também tem arestas de corte secundárias em ambas as superfícies laterais, melhorando assim o desempenho do corte, aumentando a eficiência do corte e reduzindo a rugosidade da superfície da peça de trabalho. Ela é usada principalmente para usinagem de ranhuras e superfícies de degraus. A fresa de três arestas pode ser dividida em fresa de três arestas com dente reto, fresa de três arestas com dente escalonado e fresa de três arestas com dente inserido, conforme mostrado na Figura 15.

a) Fresa de três arestas com dentes retos
b) Fresa de três arestas com dentes escalonados
c) Fresa de três arestas com dentes inseridos

2) Fresa com lâmina de serra

A Figura 16 mostra a fresa de lâmina de serra, usada principalmente para cortar peças de trabalho ou fresar fendas estreitas em peças de trabalho. Para evitar a fixação da fresa durante o processo de fresagem, a espessura da lâmina diminui da borda para o centro.

3) Fresa vertical

A Figura 17 mostra a fresa vertical, semelhante a uma fresa cilíndrica de pequeno diâmetro com uma alça, que pode ser usada para usinar ranhuras, bem como superfícies planas, superfícies em degraus e superfícies de formação usando um gabarito.

Quando o diâmetro da fresa vertical é pequeno, a haste é reta; quando o diâmetro é grande, a haste é cônica. A aresta de corte na superfície cilíndrica da fresa vertical é a aresta de corte principal, e a aresta de corte na face da extremidade não passa pelo centro, que é a aresta de corte secundária. Não é adequado fazer o movimento de avanço axial durante o trabalho.

4) Fresa de rasgo de chaveta

A Figura 18 mostra a fresa de rasgo de chaveta, usada principalmente para usinagem de rasgos de chaveta em eixos. A fresa para rasgos de chaveta mostrada na Figura 18a tem um formato semelhante ao de uma fresa vertical, mas tem apenas dois dentes, e a aresta de corte da face final se estende até o centro, sendo a aresta de corte da face final a aresta de corte principal e a aresta de corte circunferencial a aresta de corte secundária. Portanto, ela pode fazer uma quantidade adequada de avanço axial ao usinar rasgos de chaveta que não são abertos em ambas as extremidades. A fresa para rasgos de chaveta mostrada na Figura 18b é usada especialmente para a usinagem de rasgos de chaveta semicirculares em eixos.

a) Fresa de rasgo de chaveta
b) Fresa de chaveta semicircular

5) Fresa angular

A Figura 19 mostra a fresa angular, usada principalmente para ranhuras de usinagem e superfícies inclinadas com ângulos. A fresa de ângulo único mostrada na Figura 19a tem uma aresta de corte cônica como aresta de corte principal e a aresta de corte da face final como aresta de corte secundária. A fresa de ângulo duplo mostrada na Figura 19b tem bordas de corte em ambas as superfícies cônicas como bordas de corte principais. Ela inclui fresas de ângulo duplo simétricas e fresas de ângulo duplo assimétricas.

a) Fresa de ângulo único
b) Fresa de ângulo duplo

(3) Fresas para usinagem de superfícies de formação

1) Fresa de conformação

A fresa de conformação é uma ferramenta especial usada em fresadoras para usinagem de superfícies de conformação, e seu formato de aresta de corte é projetado de acordo com o formato do contorno da superfície da peça. Ela tem alta produtividade e pode garantir a intercambialidade do formato e do tamanho da peça de trabalho, por isso é amplamente utilizada. A Figura 20 mostra vários tipos de fresas de conformação.

2) Fresa de molde

A Figura 21 mostra a fresa de molde, usada para usinar cavidades de molde ou superfícies convexas de formação de molde, amplamente aplicada na fabricação de moldes. Ela evoluiu da fresa vertical, dividida principalmente em fresas verticais cônicas, fresas verticais de ponta esférica cilíndrica e fresas verticais de ponta esférica cônica. O tipo e o tamanho da fresa de molde são selecionados de acordo com a forma e o tamanho da peça de trabalho.

a) Fresa vertical cônica
b) Fresa vertical de ponta esférica cilíndrica
c) Fresa vertical de ponta esférica cônica

As fresas para moldes de liga dura podem substituir as limas de diamante e os cabeçotes de retificação para a usinagem de vários moldes com dureza inferior a 65HRC após a têmpera, e têm alta eficiência de corte.

2. Instalação de fresas

O método de instalação das fresas no fuso varia de acordo com a estrutura do corpo da fresa.

(1) Instalação de fresas de furo

1) Haste do cortador

As fresas tipo furo são geralmente montadas no eixo da fresadora usando uma haste de fresa, que consiste em um eixo de fresa, arruelas, uma chave de travamento, uma bucha e uma porca, conforme mostrado na Figura 22a.

O tamanho do diâmetro do eixo da fresa é projetado e fabricado de acordo com o furo interno das fresas comumente usadas, geralmente disponíveis em seis tipos: φ16mm, φ22mm, φ27mm, φ32mm, φ40mm e φ50mm. A Figura 22b mostra um tipo de eixo do cortador sem bucha. Ao usar esse tipo de eixo do cortador, o pescoço do eixo do cortador é apoiado diretamente no suporte da haste do cortador, enquanto o tipo anterior de haste do cortador é apoiado no suporte da haste do cortador por meio de uma bucha.

2) Barra de tração

Depois que a haste do cortador é montada no eixo, ela deve ser apertada com uma barra de tração antes do uso. O formato e o uso da barra de tração são mostrados na Figura 23.

3) Instalação da fresa

Primeiro, insira o eixo da fresa no orifício do fuso e aperte-o com uma barra de tração. Várias arruelas de comprimento adequado são instaladas na extremidade interna do eixo da fresa para determinar a posição da fresa.

Ao instalar a fresa, coloque uma chave de travamento entre a fresa e o eixo da fresa e, em seguida, instale arruelas e uma bucha de comprimento adequado na parte externa da fresa, puxe o cantilever para a posição adequada, monte o suporte da haste da fresa no cantilever e combine-o com a bucha da haste da fresa (ao usar a haste da fresa mostrada na Figura 22b, o pescoço da haste da fresa é inserido diretamente no orifício de suporte do suporte da haste da fresa) e aperte o cantilever, a porca de fixação do suporte da haste da fresa e a porca da haste da fresa.

(2) Instalação de fresas de haste

1) Instalação da fresa de haste cônica

O cone das fresas de haste cônica geralmente é o cone Morse. Se o cone da haste da fresa corresponder ao cone do furo do fuso, ela poderá ser instalada diretamente no furo do fuso. Se o cone da haste da fresa não coincidir com o cone do furo do fuso, ela não poderá ser instalada diretamente no furo do fuso e deverá ser instalada usando uma transição de luva intermediária e, em seguida, apertada com uma barra de tração; o processo de instalação e remoção é mostrado nas Figuras 24a e b.

a) Aperte a fresa
b) Desmontar a fresa
c) Instale a fresa de haste reta com o mandril de perfuração
d) Instale a fresa de haste reta com a pinça de mola

2) Instalação de fresas de haste reta

Quando a fresa tiver uma haste reta, ela deverá ser instalada usando um mandril de perfuração ou uma pinça de mola, conforme mostrado nas Figuras 24c e d.

(3) Instalação de fresas de faceamento de metal duro

A parte de fixação das fresas de topo de metal duro pode ser dividida em dois tipos: um com estrutura de haste e o outro com estrutura do tipo luva. As fresas de facear de diâmetro pequeno geralmente são feitas com uma estrutura de haste, a haste cônica combina com o furo cônico do fuso para posicionamento e transmissão de torque. O furo roscado na extremidade da haste é usado para apertar a fresa, e seu método de instalação é semelhante ao das fresas verticais.

As fresas de faceamento de grande diâmetro são todas feitas em uma estrutura de manga, e seus métodos de centralização e instalação com o fuso são de três tipos: A Figura 25a mostra um batente feito na face da extremidade do corpo da fresa que coincide com a extremidade frontal do fuso da fresadora; a Figura 25b mostra o uso de um eixo central instalado no furo cônico do fuso que coincide com o furo interno do corpo da fresa para centralização; a Figura 25c mostra o uso de uma estrutura de anel de montagem para centralização da ferramenta. Depois que a ferramenta é posicionada no fuso, ela é fixada no fuso com parafusos.

V. Métodos de usinagem de fresamento

1. Métodos de fresagem

A adoção de métodos de fresagem adequados pode reduzir a vibração, estabilizar o processo de fresagem e melhorar a qualidade da superfície da peça de trabalho, a vida útil da fresa e a produtividade da fresagem.

(1) Fresagem de topo e fresagem periférica

Em comparação com o fresamento periférico, é mais provável que o fresamento de topo atinja um valor de rugosidade de superfície menor e maior produtividade de trabalho. Isso ocorre porque mais dentes estão envolvidos no fresamento durante o fresamento de topo, resultando em mudanças menores na força de corte, o que torna o fresamento mais estável. Além disso, a aresta de corte secundária e a ponta de chanfro têm um efeito de polimento, enquanto no fresamento periférico apenas a aresta de corte principal funciona.

Além disso, durante o fresamento de topo, o fuso tem boa rigidez e é fácil usar insertos intercambiáveis de metal duro, o que permite parâmetros de corte maiores e maior produtividade. No fresamento plano, o fresamento de topo basicamente substituiu o fresamento periférico, mas o fresamento periférico pode processar superfícies moldadas e superfícies compostas.

(2) Fresagem escalonada e fresagem convencional

Há duas formas de fresamento circular: fresamento escalonado e fresamento convencional.

1) Fresagem convencional

Conforme mostrado na Figura 26a, durante a fresagem, a direção do velocidade de corte quando a fresa entra na peça de trabalho é oposta à direção do movimento de avanço da peça de trabalho, o que é chamado de fresamento convencional.

a) Fresagem convencional
b) Fresagem escalonada

No fresamento convencional, a espessura de corte aumenta gradualmente de zero até o valor máximo. No início do corte, devido à influência do raio cego da aresta de corte, o dente desliza sobre a superfície da peça de trabalho, produzindo compressão e atrito, até que, após certo grau de deslizamento, o dente pode cortar a camada de metal. Isso torna o dente propenso ao desgaste, e a superfície da peça de trabalho produz uma camada severa endurecida pelo frio.

O próximo dente repete o processo de deslizamento, compressão e atrito na camada endurecida a frio produzida pelo dente anterior, exacerbando o desgaste do dente e aumentando a rugosidade da superfície da peça de trabalho. Além disso, quando o dente começa a cortar a peça de trabalho, a força do componente vertical de fresagem F_z é para baixo e, quando a fresa gira em um determinado ângulo posteriormente, a força do componente de fresagem vertical F_z é para cima, o que pode facilmente causar vibração e tem a tendência de levantar a peça de trabalho, exigindo uma força de fixação maior.

Na fresagem convencional, a força do componente de fresagem longitudinal F_x é oposta à direção de alimentação, mantendo as superfícies de contato do parafuso e da porca sempre apertadas, para que a mesa de trabalho não sofra deslizamento, tornando o processo de fresagem mais estável. Portanto, na produção, quando a fresadora não tem um mecanismo de ajuste de folga, geralmente é usado o fresamento convencional.

2) Fresagem de subida

Conforme mostrado na Figura 26b, durante o fresamento, a direção da velocidade de corte quando a fresa sai da peça de trabalho é a mesma que a direção do movimento de avanço da peça de trabalho, o que é chamado de fresamento em subida. No fresamento em subida, a espessura de corte diminui gradualmente do máximo para zero, sem o fenômeno de escorregamento do dente no fresamento convencional, reduzindo bastante o grau de endurecimento da usinagem, resultando em maior qualidade da superfície processada e maior vida útil da ferramenta.

Como pode ser visto na Figura 26b, no fresamento em subida, a força de corte que atua sobre o dente em diferentes posições também é desigual. No entanto, em qualquer instante, o componente vertical da força de fresagem F_z sempre pressiona a peça de trabalho em direção à mesa de trabalho, evitando a vibração para cima e para baixo, tornando a fresagem relativamente estável.

Por outro lado, embora o tamanho da força do componente de fresagem longitudinal F_x varia em diferentes instantes, mas sua direção é sempre a mesma que a direção de alimentação. Devido à folga entre o parafuso e a porca que aciona a mesa de trabalho, quando a força do componente longitudinal F _x se exceder a força de atrito do par de trilhos-guia abaixo da mesa de trabalho, a fresa fará com que a mesa de trabalho acione o parafuso para se mover para a direita, fazendo com que a mesa de trabalho vibre.

Devido à mudança constante na força de corte, a mesa de trabalho se move para frente e para trás longitudinalmente dentro da faixa de folga do parafuso e da porca, e a alimentação é desigual, o que, em casos graves, pode fazer com que a fresa se lasque. Portanto, ao usar o fresamento em subida, é necessário ter um mecanismo para eliminar a folga lateral no par de porcas do parafuso de alimentação da mesa de trabalho da fresadora ou tomar outras medidas eficazes.

A fresadora universal X6132 é equipada com um mecanismo de eliminação da folga de fresagem em subida, que pode eliminar a folga lateral no par de porcas do parafuso de alimentação da mesa de trabalho, resolvendo o problema da mesa de trabalho que se move para a esquerda e para a direita durante a fresagem em subida. O movimento da mesa de trabalho de Fresadoras CNC A maioria usa outros métodos de transmissão sem intervalos, como fusos de esferas, de modo que não há necessidade de considerar a questão da folga.

(3) Fresagem de extremidade simétrica e fresagem de extremidade assimétrica

No fresamento de topo, de acordo com as diferentes posições relativas da fresa e da peça de trabalho, ele pode ser dividido em fresamento de topo simétrico, fresamento convencional assimétrico e fresamento escalonado assimétrico, conforme mostrado na Figura 27.

a) Fresamento de extremidade simétrico
b) Fresamento convencional assimétrico
c) Fresamento escalonado assimétrico

1) Fresamento de extremidade simétrico

Durante o processo de fresamento, o eixo da fresa de faceamento está sempre localizado no centro simétrico do comprimento do arco de fresamento, com a parte superior do fresamento em subida igual à parte inferior do fresamento convencional. Esse método de fresamento é chamado de fresamento de topo simétrico, conforme mostrado na Figura 27a.

Ao usar esse método, como o diâmetro da fresa é maior do que a largura de fresagem, a espessura de corte quando o dente entra e sai da peça de trabalho é maior do que zero, evitando assim que o próximo dente corte a camada endurecida a frio cortada pelo dente anterior. Geralmente, esse método de fresamento é usado com frequência no fresamento de topo, especialmente adequado para o fresamento de aço endurecido.

2) Fresamento convencional assimétrico

Quando o eixo da fresa de faceamento é deslocado para um lado do centro simétrico do comprimento do arco de fresamento e a parte do fresamento em subida é maior do que a parte do fresamento convencional, esse método de fresamento é chamado de fresamento em subida assimétrico, conforme mostrado na Figura 27b. A característica desse método de fresamento é que os dentes da fresa cortam com uma espessura de corte menor e cortam com uma espessura de corte maior.

Dessa forma, o impacto do corte é menor, adequado para fresamento de topo de aço sem liga e aço de baixa liga de alta resistência, esse método de corte pode aumentar a vida útil da ferramenta em mais de duas vezes em comparação com o fresamento simétrico. Além disso, devido ao maior ângulo de contato dos dentes do cortador e à participação de mais dentes no corte ao mesmo tempo, a mudança na força de corte é pequena, o processo de corte é mais estável e o valor de rugosidade da superfície usinada é menor.

3) Fresamento convencional assimétrico

Quando o eixo da fresa de faceamento é deslocado para um lado do centro simétrico do comprimento do arco de fresamento e a parte do fresamento convencional é maior do que a parte do fresamento escalonado, esse método de fresamento é chamado de fresamento convencional assimétrico, conforme mostrado na Figura 27c. A característica desse método de fresamento é que os dentes da fresa cortam com uma espessura de corte maior e cortam com uma espessura de corte menor.

É adequado para a usinagem de materiais como o aço inoxidável com resistência média e alta elasticidade e plasticidade. Isso pode reduzir o fenômeno de deslizamento e compressão dos dentes da fresa durante o fresamento em subida e o grau de endurecimento a frio da superfície usinada, o que é benéfico para melhorar a vida útil da ferramenta. Sob outras condições constantes, desde que a distância de deslocamento seja selecionada adequadamente, a vida útil da ferramenta pode dobrar em comparação com o fresamento de topo simétrico.

2. Métodos de fresagem para superfícies típicas

(1) Fresagem de superfícies planas

A fresagem de superfícies planas pode ser feita em uma fresadora horizontal ou em uma fresadora vertical, usando fresas de faceamento, fresas cilíndricas ou até mesmo fresas de topo, etc. As Figuras 28a e b mostram o fresamento de superfícies planas com uma fresa de faceamento em uma fresadora horizontal e em uma fresadora vertical.

a) Fresagem de superfícies planas em uma fresadora horizontal
b) Fresagem de superfícies planas em uma fresadora vertical

(2) Fresagem de superfícies chanfradas

A fresagem de superfícies chanfradas é essencialmente uma fresagem de superfícies planas, mas requer a inclinação da peça de trabalho ou da fresa em um ângulo, ou o uso de uma fresa angular.

1) Inclinação da peça de trabalho para fresar superfícies chanfradas

Inclui principalmente a fresagem de superfícies chanfradas de acordo com as linhas e o uso de um torno para a fresagem de superfícies chanfradas; além disso, uma mesa giratória universal, cunhas de inclinação, acessórios especiais etc. também podem ser usados para a fresagem de superfícies chanfradas.

• Para fresar superfícies chanfradas de acordo com as linhas, a peça de trabalho após o desenho das linhas pode ser fixada com um torno para fresar superfícies chanfradas, conforme mostrado na Figura 29.
• Usando uma morsa para fresar superfícies chanfradas, a Figura 30a mostra o método de fresar superfícies chanfradas com uma peça de trabalho montada em uma morsa universal e a Figura 30b mostra o método de fresar superfícies chanfradas com uma morsa rotativa comum em uma fresadora horizontal.

2) Inclinação da fresa para fresar superfícies chanfradas

Inclui principalmente o fresamento de superfícies chanfradas com uma fresa de faceamento e o fresamento de superfícies chanfradas com a borda de corte cilíndrica de uma fresa de topo.

Fresagem de superfícies chanfradas com uma fresa de faceamento. Conforme mostrado na Figura 31, após a montagem da fresa de facear no fuso do cabeçote de fresagem vertical, se o fuso do cabeçote de fresagem vertical estiver inclinado em um ângulo, a fresa de facear também se inclinará no mesmo ângulo para fresar a superfície chanfrada. O tamanho do ângulo de inclinação depende da superfície usinada da peça de trabalho.

Fresagem de superfícies chanfradas com a aresta de corte cilíndrica de uma fresa de topo. Quando o cabeçote de fresagem vertical não gira, se a superfície de referência da peça de trabalho estiver paralela à superfície da mesa de trabalho, a superfície plana fresada com a aresta de corte cilíndrica da fresa de topo é perpendicular à superfície da mesa de trabalho. Se o cabeçote de fresagem vertical for girado em um determinado ângulo, as superfícies chanfradas poderão ser fresadas, conforme mostrado na Figura 32.

3) Fresagem de superfícies chanfradas com uma fresa angular

A Figura 33a mostra a situação de trabalho da fresagem de superfícies chanfradas com uma única fresa angular. As fresas angulares são adequadas apenas para fresar superfícies chanfradas de ângulo padrão (30°, 45°, 60°, etc.) e superfícies chanfradas estreitas. Quando há duas superfícies chanfradas na peça de trabalho, duas fresas angulares podem ser combinadas para fresar e melhorar a produtividade, conforme mostrado na Figura 33b.

(3) Passos e ranhuras de fresagem

1) Fresagem de etapas

A Figura 34 mostra o fresamento de degraus em uma fresadora horizontal, onde degraus de tamanho pequeno podem ser fresados com uma fresa de três faces e os maiores com uma fresa combinada. O fresamento de degraus também pode ser feito em uma fresadora vertical, na qual geralmente são usadas fresas de topo de diâmetro maior.

a) Etapas de fresagem com uma fresa de três faces
b) Etapas de fresagem com uma fresa combinada

2) Fresamento de ranhuras em ângulo reto e rasgos de chaveta

As ranhuras em ângulo reto são divididas em tipos de ranhuras passantes, fechadas e semifechadas. As ranhuras passantes em ângulo reto são fresadas principalmente com uma fresa de três faces em uma fresadora horizontal, mas também podem ser fresadas com uma fresa de topo em uma fresadora vertical. As ranhuras fechadas e semifechadas só podem ser fresadas com fresas de chaveta e fresas de topo, conforme mostrado na Figura 35.

As ranhuras para chaves instaladas em vários eixos de transmissão são chamadas de rasgos de chaveta, que podem ser divididos em rasgos de chaveta planos e semicirculares de acordo com o formato do fundo da ranhura. A fresagem de rasgos de chaveta planos é essencialmente a fresagem de ranhuras em ângulo reto no eixo.

Ao fresar rasgos de chaveta, a fresa deve ser selecionada de acordo com o formato do rasgo de chaveta. Os rasgos de chaveta de cabeça circular que são fechados ou semifechados em ambas as extremidades do eixo são processados principalmente com uma fresa de rasgo de chaveta em uma fresadora vertical ou fresadora de rasgo de chaveta. Para ranhuras passantes, uma fresa de três faces é usada principalmente em uma fresadora horizontal, enquanto as chavetas semicirculares são fresadas principalmente com uma fresa de chaveta semicircular em uma fresadora horizontal.

Ao usinar em uma fresadora horizontal, a fresa fica acima da peça de trabalho, o que é conveniente para o operador inspecionar visualmente. Além disso, um centro pode ser instalado no suporte da barra de corte para pressionar contra o furo central na extremidade frontal da fresa de chaveta semicircular, aumentando a rigidez da fresa, conforme mostrado na Figura 36.

3) Fresagem de ranhuras com formatos especiais

Na fabricação mecânica, algumas peças têm ranhuras de formatos especiais, como a fresagem de ranhuras em T em uma fresadora. As etapas de fresagem são mostradas na Figura 37, começando com a fresagem de uma ranhura de passagem em ângulo reto em uma fresadora vertical (ou com uma fresa de três faces em uma fresadora horizontal), depois fresando a ranhura em T com uma fresa de ranhura em T em uma fresadora vertical e, por fim, usando uma fresa de chanfro para chanfrar.

A Figura 38 mostra o método de usinagem e as etapas para peças com ranhuras em cauda de andorinha e blocos de cauda de andorinha, que são basicamente os mesmos da usinagem de ranhuras em T. A primeira etapa é fresar uma ranhura em ângulo reto com uma fresa de topo ou de face (veja a Figura 38b), e a segunda etapa é fresar a ranhura ou o bloco de cauda de andorinha com uma fresa de ranhura de cauda de andorinha (veja a Figura 38c).