Aula 06 Fresamento SEM-534 2017

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SEM-0534
Processos de Fabricação Mecânica
Aula 6
Professor
Alessandro Roger Rodrigues
Tipos de Corte no Fresamento
(a) Fresamento Tangencial
(b) Fresamento Frontal
Penetração de trabalho
Profundidade de 
usinagem
Tipos de Corte no Fresamento
O eixo da fresa está disposto paralelamente à 
superfície da peça .
Arestas de corte colocadas na periferia da parte 
cilíndrica.
Fresamento tangencial
Tipos de Corte no Fresamento
O eixo da fresa é perpendicular à superfície 
de trabalho.
Fresamento frontal
Tipos de Corte no Fresamento Tangencial
Concordante
Discordante
Operações de Fresamento
Faceamento geral
Faceamento com altos 
avanços
Faceamento de alumínio
Operações de Fresamento
Fresamento de cantos a 90°Faceamento de cantos 
a 90°
Fresamento de cantos 
a 90° profundos
Operações de Fresamento
Fresamento de perfis 
(desbaste/semi)
Faceamento de perfis 
(acabamento)
Fresamento de perfis 
(acabamento/semi)
Operações de Fresamento
Roscas externas
Canais tangenciais
Canais frontais
Roscas internas
Faceamento
Tangencial Tangencial
Faceamento
Morsa giratória
Morsa pneumática
Morsa angular
Morsa de precisão
Fixação da Peça na Fresadora
Mesa divisora
Base Magnética
Grampos
Fixação da Peça na Fresadora
Grampos
Tipos de Fresadoras
VerticaisHorizontais
Tipos de Fresadoras
Universal
Tipos de Fresadoras
Ferramenteira
Máquinas CNC
Centro de Usinagem Multi-tarefa
V8_Engine_Block_Machined_From_Solid.avi
GTV-42_Gang-Tool_Lathe.avi
Tipos de Fresadoras (Especiais)
Copiadora
Tipos de Fresadoras (Especiais)
Fellows
engrenagem
fresa
Tipos de Fresadoras (Especiais)
Renânia
Ferramenta Multicortante
Partes constituintes da ferramenta
Ângulos
Ângulos
Ângulos
Ângulos
Ângulos
Tipos de Fresas
Fresas de Topo
São utilizadas na 
construção cavidades 
tais como: rasgos de 
chavetas, rasgos em T 
e cavidades em 
moldes.
Tipos de Fresas
Fresas de Topo
Tipos de Fresas
Fresas de Periféricas
Tipos de Fresas
Fresas Woodruff
Usadas para rasgos T e rasgos de chaveta
Tipos de Fresas
Fresas de Perfil Constante
São utilizadas para 
abrir canais, 
superfícies 
côncavas e 
convexas ou gerar 
engrenagens.
Escolha das Ferramentas de Fresamento
Cunha menos resistente. 
É recomendada para usinar 
materiais não-ferrosos de 
baixa dureza, como o 
alumínio, bronze e 
plásticos.
Tipo W
γ = 10º, β = 73º, α = 7o
Tipo N Tipo H
Cunha de resistência 
intermediária.
É recomendada para usinar 
aços com até 700 N/mm² de 
resistência à tração.
Cunha mais resistente. 
Recomendada para se usinar 
metais duros e quebradiços 
como aços com mais de 700 
N/mm² de resistência à tração. 
γ = 25º, β = 57º, α = 8o γ = 5
º, β = 81º, α = 4o
Ângulo de Posição
Ângulo de Saída
Forma e expulsa melhor o cavaco da zona de corte
Usado no fresamento de alumínio e aços dúcteis (cavacos longos)
Requer menor potência de usinagem
Ângulo de Saída
Mais econômica devido ao uso dos dois lados do inserto
Aplicado em ferros fundidos e aços tratados termicamente (cavacos curtos)
Condições de fresamento com impacto
Requer maior potência de usinagem
Ângulo de Saída
Empregada em grandes avanços por dente e profundidade de usinagem
Requer potência intermediária de usinagem
Choque Térmico
Choque Mecânico
Entrada na peça
Saída da peça
Tips film Golden rules - thick to thin milling machining.mp4
Número de Arestas Ativas
Passo fino
+ potência (acúmulo cavaco)
Danos na peça (acabamento)
Danos na ferramenta (quebra)
Materiais de cavaco curto: 
frágeis, Fofo, etc.
Passo largo
+ vibração
Acabamento ruim
Imprecisão dimensional (peça)
Desgaste da ferramenta
Materiais de cavaco longo: 
dúcteis, alumínio, etc. 
Passo médio
Primeira escolha
Materiais de dureza 
intermediária
Materiais para Ferramenta de Fresamento
Fixação das Ferramentas: Mandris e 
Adaptadores
Mandril Jacobs
Tipos Básicos de Mandris:
• Jacobs
• Porta-pinça
• Porta-Ferramenta
Fixação das Ferramentas: Mandris e 
Adaptadores
Mandril Porta-Pinça
Fixação das Ferramentas: Mandris e 
Adaptadores
Mandril Porta-Ferramenta
Fixação das Ferramentas: Mandris e 
Adaptadores
Mandril Porta-Barra
Fixação das Ferramentas: Mandris e 
Adaptadores
Eixo Porta Fresa - Usado para fixar a fresa no 
eixo-árvore.
Fresa tipo Disco
( corte ou fenda)
Mandril ou adaptador
Fresa tipo Disco
( corte ajustável )
Fixação das Ferramentas: Mandris e 
Adaptadores
Mandril para fixação térmica
Mandril para fixação hidráulica
Fixação das Ferramentas: Mandris e 
Adaptadores
Cone ISO
Fixação das Ferramentas: Mandris e 
Adaptadores
Cone HSK
Parâmetros de Corte
• Velocidade de Corte (vc)
• Avanço (f)
• Profundidade de usinagem (ap)
Existem dois movimentos de corte:
• movimento primário de corte (rotação)
• movimento de avanço
Parâmetros de Corte
1000
nd
vc


ae = penetração de trabalho (mm)
ap = profundidade de usinagem (mm)
vc = velocidade de corte (m/min)
vf = velocidade de avanço (mm/min)
n = rotação (rpm)
f = avanço (mm/rev)
fz = avanço por dente (mm/dente)
Zff
nZfnfv
z
zf


d = diâmetro da fresa; Z = número de dentes da fresa
Grandezas
Fresamento Tangencial
Grandezas
Fresamento Frontal
ae
vf
ap = b
n
ae = penetração de trabalho
ap = profundidade de usinagem
b = largura de corte
vf = velocidade de avanço
n = rotação da fresa
Fresa
Peça
Definição de Profundidade de Usinagem (ap) 
e Penetração de Trabalho (ae)
• ap: profundidade de penetração da ferramenta em
relação à peça, medida perpendicularmente ao
plano de trabalho (mm);
• ae: profundidade de penetração da ferramenta em
relação à peça, medida no plano de trabalho e
perpendicularmente à direção de avanço (mm).
Grandezas
Largura e Profundidade de Usinagem 
Fresas de Topo
Axial
(p)
Radial
(e)
Fresa de Facear
Fresa tipo disco 
Corte ou Fenda
Axial
(p)
Radial
(e)Radial
(e)
Axial
(p)
ae
ap
ap
ap
ae
PT
fz
PT
fz
PT
fz
fz
fz
fzae
Velocidades de Corte Recomendadas
Material 
Peça 
Resistência Fresas de Topo Demais Tipos 
(kgf/mm
2
) AR MD AR MD 
 
Aço 
Carbono 
< 50 21 - 30 90 - 200 17 - 24 100 – 150 
50 - 70 20 - 28 80 - 160 16 - 24 80 – 120 
70 - 90 15 - 23 60 - 110 15 - 20 60 – 100 
90 - 110 12 - 19 50 - 100 11 - 18 50 - 80 
 
 
Cálculo do Tempo de Usinagem
f
m
v
l
T 
Onde lm = percurso da ferramenta 
(mm) e vf = velocidade de avanço 
(mm/min).
lm
vf
n npeça
fresa fresa
Força e Potência no Fresamento 
Tangencial
Força e Potência no Fresamento Tangencial
 
D
a.2
1
2
D
a
2
D
cos
a,Df
e
e
o
eo




Ângulo de contato 
Espessura de corte
2
ee
zozmax
D
a
D
a
f.2sen.fh 






D = diâmetro da fresa - mm
ae = penetração de trabalho - mm
fz = avanço por dente – mm/dente
fz
(D/2)-ae
ae
Força e Potência no Fresamento Tangencial
fz
(D/2)-ae
ae




sen.b
Z.n
v
KF
logo, sen
Z.n
v
h
sen.fh
hbKF
f
sc
f
z
sc
fz = f/Z
vf= f.n
fz = vf/n.Z
Força e Potência no Fresamento Tangencial
bsen
Z.n
v
KF fsc 






Como h = f(Ψ)  Ks = f(Ψ)  Fc é variável em direção e módulo
    z1
z1
f
1s
z1
1s
z
1sc sen
Z.n
v
bKbhKhbhKF


 






Ks1 e 1-z (tabelados)
Segundo Kienzle Ks = Ks1h
-z
Força e Potência no Fresamento Tangencial
hbKF sc 
Usando pressão específica de corte média Km
Determina-se hm = fz.sen(Ψo/2)
Km (Tabelado)
Calcula-se a força de corte pela expressão
 sen.b
Z.n
v
KhbKF fmm
'
c
Força e Potência no Fresamento Tangencial
Força e Potência no Fresamento Tangencial
Pc = 2,22 . 10
-7 . Km . b . ae . vf
vf = f . n = fz . Z . n e n = (1000.vc)/( . D)
Força e Potência no Fresamento Tangencial
Potência de Corte (Pc)
Força e Potência no Fresamento Tangencial
Material da peça: Aço St70
Fresa: Aço rápido
D = 150 mm
Z = 12 dentes
Condições de corte
vc = 25 m/min
fz = 0,1mm/dente
ae = 30 mm; b=ap 100 mm
30
Exemplo
Força e Potência no Fresamento Tangencial
Cálculo de Fcmax
Fc = Ks1 . h
(1-z) . b 
Fc = Fcmax  h = hmax = fz.sen o
cos o = 1 - (2ae)/D = 1 - (60)/150 = 0,6
o = 53 e sen o = 0,8
hmax = fz . sen o = 0,1 . 0,8 = 0,08 mm
St 70 Ks1 = 220 kgf/mm
2
1-z = 0,80Tabela
Força e Potência no Fresamento Tangencial
Fcmax = 220 . (0,08)
0,8 . 100 = 2916 kgf
Cálculo de Fcmax
Fcmax = Km . hmax . b Km é dado em função de hm
hm = fz . sen(o /2) = 0,1 . sen(53/2) = 0,045 mm
hm = 0,045 mm  Km = 500 kgf (Tabelado)
Fcmax = 500 . 0,08 . 100 = 4000 kgf
Força e Potência no Fresamento Tangencial
Cálculo da Potência de Corte Pc
Pc = 2,22 . 10
-7 . Km . b . ae . vf
vf = f . n = fz . Z . n e n = (1000.vc)/( . D)
n = (1000 . 25)/ ( . 150) = 53 rpm
vf = 0,1 . 12 . 53 = 64 mm/min logo,
Pc = 2,22 . 10
-7 . 500 . 100. 30 . 64 = 21,3 CV
Força e Potência no Fresamento 
Frontal
Força e Potência no Fresamento Frontal
 )sen)((sen.fh logo
 sen.fhsen.ff
z
'
zz
'
z




χ = Ângulo de posição
Corte A-B  sen χ = ap/b
Força e Potência no Fresamento Frontal
z1
z1sc )sensen.f(bKF
 
Segundo Kienzle Ks = Ks1h
-z
Fc = Kshb
Fc = Ks1bh
1-z ou ainda
Ks1 e 1-z (tabelados)
Força e Potência no Fresamento Frontal
 21z
12
m coscossen.f
1
h 



 Fc’ = Km.b.h
Km (tabelado)
Força e Potência no Fresamento Frontal
Pc = 2,22 . 10
-7 . Km . ap . ae . vf
vf = f . n = fz . Z . n e n = (1000.vc)/( . D)
Potência de Corte (Pc)
Condições de Operação
As condições de operação controlam 3 variáveis importantes no
corte dos metais:
1. Taxa de remoção de material
2. Vida da ferramenta e
3. Acabamento
Cada uma dessas variáveis pode ser estimada através das
seguintes fórmulas:
1. Q = (apaevf )/1000 (cm
3/min)
2. vcT
y=C (como visto na aula de torneamento)
3. Rmax teórica = f
2/(8R) (fresamento tangencial)
Onde T é a vida da ferramenta (min), C é a velocidade de corte
para uma vida de 1 min (m/min) e R e o raio da fresa (mm).
Rugosidade Ra 
(m)
Graduação de 
Rugosidade
50 N12
25 N11
12,5 N10
6,3 N9
3,2 N8
1,6 N7
0,8 N6
0,4 N5
0,2 N4
0,1 N3
0,05 N2
0,025 N1
Acabamento de Superfície através de
fresamento
Valores comuns: 0,8 até 12,5 m
Condições de Operação
Rugosidade para o Fresamento Tangencial
onde fz é o avanço por dente (mm/Z) e R é o raio da fresa
R8
f
R
2
z
max


R318
f
R
2
z
a


Rugosidade para o Fresamento Frontal
onde fz é o avanço por dente (mm/Z)
)Dcot()Ctan(
f
R zmax


Referências
Nelson, D.H.; Schneider Jr, G. Applied Manufacturing
Process Planning. Pratice Hall, 720p, 2001.
DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L.
Tecnologia da usinagem dos materiais. 2. Ed. São Paulo:
Artliber, 2000. 244 p.
FERRARESI, D. Fundamento da usinagem dos metais. 1. ed.
São Paulo: Edgard Blücher, 1970. 754 p.