243637-usinagem_I-aula_3-fresadoras_2015

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Fresadora 
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Generalidades do processo de fresamento
O fresamento se diferencia do torneamento pela sua cinemática
torneamento peça rotaciona e ferramenta translada
fresamento peça translada e ferramenta gira
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Generalidades do processo de fresamento
O fresamento se diferencia do torneamento pela suas formas geradas 
torneamento ==> peças com simetria de revolução
fresamento ==> peças prismáticas
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Fresadora 
A fresadora e o processo de fresagem
A Fresagem é um processo de usinagem feito por máquinas denominadas fresadoras e ferramentas chamadas fresas. A fresagem consiste na remoção do excesso de metal da superfície de uma peça para que esta tenha forma e acabamentos desejados.
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Fresadora 
Na Fresagem, a retirada do sobremetal da peça é feita pela combinação de dois movimentos simultâneos: o movimento de rotação da ferramenta (fresa) e o movimento da mesa da máquina (onde é fixada a peça a ser usinada).
É o movimento da mesa da máquina ou movimento de avanço que leva a peça até a fresa e possibilita a usinagem. 
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Fresadora 
O movimento de avanço pode levar a peça contra o movimento de giro do dente da fresa (movimento discordante) ou levá-la no mesmo sentido do movimento do dente da fresa (movimento concordante). 
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Fresamento concordante / Fresamento discordante
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Fresadora 
Nas fresadoras com sistemas de avanço da mesa com porca e parafuso, o ideal é usar o movimento discordante, pois a folga (que surge com o tempo e desgaste da máquina) não influi no deslocamento da mesa, resultando em um movimento de avanço mais uniforme e em melhor acabamento da peça. Se o movimento concordante for usado, a folga será empurrada pelo dente da fresa no mesmo sentido de deslocamento da mesa, fazendo com que a mesa execute movimentos irregulares, que prejudicam o acabamento da peça e podem quebrar o dente da fresa.
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Fresadora 
Partes da fresadora
As principais partes da fresadora são:
a) base: é o componente responsável por suportar toda a máquina e, muitas vezes, funciona também como reservatório de fluido refrigerante. Normalmente os apoios possuem ajustes para nivelamento da máquina no piso;
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Fresadora 
b) coluna: é a estrutura principal da máquina. Costuma ser o alojamento do sistema de acionamento e também dos motores. Possui as guias (barramento) do movimento vertical;
c) eixo principal: é um dos órgãos essenciais da máquina, pois serve de suporte à ferramenta e lhe dá movimento. Este eixo recebe o movimento através da caixa de velocidade 
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Fresadora 
d) mesa: é o órgão que sustenta as peças que serão usinadas, diretamente montadas sobre ela ou através de acessórios de fixação (morsa, cantoneira, aparelho divisor, calços reguláveis), razão pela qual a mesa tem ranhuras destinadas a alojar os parafusos de fixação;
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Fresadora 
e) carro transversal: é uma estrutura de ferro fundido de forma retangular, em cuja parte superior se desliga e gira a mesa em um plano horizontal. Na base inferior, por meio de guias, o carro transversal está acoplado ao suporte da mesa, sobre o qual desliza, por meio de fuso e porca, podendo ser acionado manual ou automaticamente através da caixa de avanços. Um dispositivo adequado pode imobilizá-lo;
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f) suporte da mesa: é o órgão que sustenta a mesa e seus mecanismos de acionamento. É uma peça de ferro fundido que se desliza verticalmente no corpo da máquina através de guias, por meio de um parafuso telescópico e uma porca fixa. 
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Fresadora 
g) caixa de velocidades do eixo principal: é formada normalmente por várias engrenagens que podem acoplar-se com diferentes relações de transmissão, para permitir uma grande variedade de velocidades do eixo principal. 
Pode também ser acionado por polias.
O acionamento é independente da caixa de avanço, o qual permite determinar criteriosamente as melhores condições de corte;
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h) caixa de velocidades dos avanços:
Mecanismo de acionamento da mesa.
É o responsavel pelo avanço de corte.
Pode ser acionado por caixa de engrenagems ou motor elétrico com variador de velocidade.
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Fresadora 
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Fresadora 
Tipos de fresadoras 
As fresadoras geralmente são classificadas quanto à posição do eixo-árvore. São elas:
a) fresadora horizontal: o eixo árvore é paralelo à mesa da máquina;
b) fresadora vertical: o eixo árvore é perpendicular à mesa da máquina;
c) fresadora universal: possui 2 eixos-árvores, um horizontal e outro vertical. 
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Fresadora 
O eixo horizontal localiza-se no corpo da máquina, enquanto o eixo vertical situa-se no cabeçote, parte superior da máquina. A fresadora universal pode ser usada tanto na posição vertical quanto no horizontal. 
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Fresadora vertical
Fresadora 
Existem outros tipos de fresadoras que tomaram como modelo as fresadoras verticais e horizontais, mas que funcionam de modo diferente.
A fresadora copiadora trabalha com uma mesa e dois cabeçotes: o cabeçote apalpador e o de usinagem. A fresadora copiadora tem a função de usinar copiando certo modelo 
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Fresadora 
A fresadora pantográfica (ou pantógrafo) também permite a cópia de um modelo; mas ao contrário da fresadora copiadora, a transmissão do movimento é coordenada manualmente pelo operador, o que torna possível trabalhar detalhes como canais e pequenos raios, que são mais difíceis de serem obtidos numa fresadora copiadora 
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Fresadora 
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Fresadora 
Os modelos podem ser confeccionados em material metálico, como aço ou alumínio, ou em resina. Os modelos de aço, devido à sua resistência, são usados quando é necessário fazer muitas cópias; enquanto os modelos de resina são recomendados quando são feitas poucas cópias (duas ou três, por exemplo).
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Fresadora 
Fresadora ferramenteira:
Permite o deslocamento angular do cabeçote para confecção de superfícies e furos inclinados sem o deslocamento da peça.
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Fresadora 
A fresadora CNC não tem manípulos nem alavancas, mas possui uma tela em um painel repleto de teclas e botões.
 É controlada por um sistema automático que induz o movimento por coordenadas sem a interferencia do operador.
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Fresadora 
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Características da fresa
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Fresadora 
Tipos de fresas 
	A fresa é dotada de facas ou dentes multicortantes, o que lhe confere uma vantagem sobre outras ferramentas, pois, quando os dentes não estão cortando, eles estão refrigerando-se. Isto contribui para um menor desgaste da ferramenta.
	A escolha da fresa é uma das etapas mais importantes da fresagem e está relacionada principalmente com o material a ser usinado.
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Fresadora 
Uma das formas de classificação das fresas é quanto ao ângulo de cunha (β) dos dentes da fresa. Quanto menor for o ângulo β, menos resistente a fresa será. Assim, podemos classificar as fresas em 3 tipos: W, N e H.
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Fresadora 
a) fresa tipo W (β = 57°): é a fresa que possui o menor ângulo de cunha, sendo também a menos resistente. É recomendada para a usinagem de materiais não-ferrosos de baixa dureza, como o alumínio, o bronze e os plásticos.
b) fresa tipo N (β = 73°): é mais resistente que a fresa tipo W. É recomendada para usinar materiais de média dureza, como o aço até 700 N/mm2 de resistência à tração.
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Fresadora 
c) fresa tipo H (β = 81°): é mais resistente que as fresas anteriores. É recomendada para usinar materiais duros e quebradiços, como o aço acima de 700 N/mm2 de resistência à tração.
Quanto maior for o ângulo de cunha, maior será o número de dentes da fresa. Isso ocorre porque, se fresarmos um material muito duro, menor volume dele será cortado por dente da fresa. Portanto, menos cavaco será produzido por dente, menos espaço para a saída será necessário.
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Fresadora 
Quando fresamos materiais mais moles, pode ser retirado um volume maior de material. Nesse caso, mais espaço será necessário para a saída de cavaco e, conseqüentemente, a fresa terá menos dentes.
Obs.: não devemos usar fresa com muitos dentes para usinar materiais moles, pois o cavaco fica preso entre os dentes, que são refrigerados inadequadamente; ocasionando um desgastedos dentes e um mau acabamento da peça.
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Fresadora 
As fresas também podem ser classificadas de acordo com seu formato e suas aplicações. 
A primeira delas seria quanto à forma geral. As fresas podem ser cilíndricas, cônicas ou ainda de forma. 
As fresas cilíndricas mais estreitas são também chamadas de fresas de disco, enquanto as que possuem haste própria são denominadas de fresas de haste ou fresas de topo.
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Fresas 
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As fresas cônicas ou angulares podem possuir apenas um ângulo, como as fresas para encaixes tipo cauda-de-andorinha, ou possuir dois ângulos. Neste segundo caso podem ser classificadas como simétricas (ângulos iguais) ou biangulares (ângulos diferentes). 
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Fresadora 
As fresas de forma possuem o perfil de seus dentes afiados para gerar superfícies especiais tais como dentes de engrenagem (fresa módulo), superfícies côncavas ou convexas, raios de concordância e outras formas específicas. 
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Fresadora 
Quanto aos dentes estes podem ser retos, helicoidais ou bihelicoidais. 
Os dentes helicoidais têm como vantagem uma menor vibração durante a usinagem, ou seja, o corte é mais suave porque o dente não atinge a peça de uma só vez como acontece com os dentes retos. 
Os dentes helicoidais geram uma força axial, e para compensar esta força pode-se recorrer a uma fresa bihelicoidal, ou seja, uma ferramenta que possui um dente afiado em um sentido e o dente seguinte afiado no sentido inverso.
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Fresadora 
As fresas bihelicoidais só podem ser usadas em espessuras relativamente pequenas e com ângulos reduzidos de hélice. Para possibilitar usinagem de grandes superfícies sem o efeito da força axial deve-se recorrer a uma montagem de duas fresas de mesmo diâmetro e número de dentes, mas com hélices invertidas 
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Quanto à construção, pode-se classificar as fresas como inteiriças, onde toda a ferramenta é construída de um mesmo material.
As mais comuns são as de aço rápido e metal duro. 
Há também a fresa calçada onde o corpo da ferramenta é de um material mais simples e os gumes de corte, soldados ao corpo, são de um material mais nobre, como aço rápido ou metal duro. 
Fresas com dentes postiços que são similares as fresas calçadas. A diferença é que os dentes de aço rápido, metal duro, diamante ou cerâmicos podem ser trocados em caso de quebra ou desgaste. 
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Fresa calçada, fresa de dentes intercambiáveis e detalhe da fixação da pastilha.
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Principais Acessórios  
Os principais acessórios utilizados em operações de fresagem relacionam-se à fixação da peça na mesa de trabalho. São eles:
 Parafusos e grampos de fixação 
 Calços
 Cantoneiras de angulo fixo ou ajustável
 Morsas 
 Mesa divisora
 Divisor universal e contraponto 
 
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Fresadora 
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Parâmetros de usinagem no fresamento
Informações gerais (vc, f, ap etc.)
Fresamento concordante / discordante
Diâmetro da fresa
Número de dentes (Z)
Penetração de trabalho (ae)
Profundidade de corte (ap)
Avanço por dente (fz)
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Movimentos e Forças no Fresamento
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Fresamento segundo a posição da ferramenta
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Descrição das condições de usinagem em fresamento
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Influências dos principais parâmetros de corte no fresamento
Influência da velocidade de corte no desgaste da fresa
vc é o parâmetro de maior influência na vida da ferramenta devido principalmente às altas temperaturas geradas
Em fresamento de topo reto, pode-se aumentar a vida da ferramenta diminuindo-se vc e aumentando-se fz
A influência da redução de vc na vida da ferramenta é maior que a devida à redução fz
Os efeitos de ap, ae e da aplicação de fluido de corte sobre a qualidade superficial devem ser avaliados
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Fontes de vibrações no fresamento
Causas
Força surgida entre ferramenta e peça
Freqüência de contato do dente da fresa (geralmente entre 200 e 400 Hz)
Ressonâncias surgidas no processo
Folgas indevidas na fixação da peça
Formação inadequada do cavaco
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Cabeçote divisor 
O cabeçote divisor é um dos principais acessórios da fresadora. Sua finalidade é a de dividir uma circunferência em n partes iguais. Sendo assim, pode-se usinar peças com seções na forma de polígonos regulares (quadrados, hexágonos, etc.), executar sulcos regularmente espaçados (canais de lubrificação, dentes de engrenagem, etc.), usinar cavidades circulares, etc. Os dois principais modos de divisão são a divisão direta e a divisão indireta.
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Divisão direta: Esta forma de divisão recebe este nome porque é feita diretamente no eixo onde está fixada a peça. É a forma mais simples e limitada. Utiliza um disco perfurado denominado disco divisor que possui o número de furos necessários para girar a peça e executar a divisão desejada. 
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O disco divisor pode conter mais de uma carreira de furos e furos em ambas as faces, de modo a ter maior flexibilidade, pois só é permitida a divisão em números que sejam submúltiplos do número de furos de cada carreira. Por exemplo, supondo um disco que tenha uma carreira de 24 furos pode-se executar as seguintes divisões: 2, 3, 4, 6, 8, 12 e 24.
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Divisão indireta: A relação de transmissão ocorre por meio de parafuso sem-fim e coroa.
Como a divisão não ocorre diretamente no eixo onde a peça é fixada esta divisão recebeu o nome de indireta. 
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Este sistema permite obter uma maior série de divisões com o mesmo disco divisor. Pode-se tomar, como exemplo de disco divisor, um que possui as seguintes carreiras de furos: face A (15, 18, 20, 23, 27, 31, 37, 41 e 47) e face B (16, 17, 19, 21, 29, 33, 39, 43 e 49).
O parafuso sem-fim é comandado por uma manivela, ou manípulo, que contém um pino que ajusta-se aos furos do disco divisor. Por sua vez o sem-fim comanda uma coroa que está ligada diretamente à árvore onde se fixa a peça.
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Ex:fresar um quadrado com aparelho divisor.
Escolha o disco divisor. Este deverá ter um número de furos múltiplo do número de superfícies a serem fresadas. 
Então vamos supor que você tenha escolhido um disco de 24 furos.
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Calcule o número de furos ou encaixes do disco divisor. Com este cálculo você vai saber exatamente quantos furos devem ser deslocados para usina cada superfície do perfil desejado, em relação à primeira. 
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Então, você deve deslocar 6 furos no disco de 24, para usinar as superfícies do quadrado. 
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Divisão indireta.
Para fazer uma divisão indireta simples, utiliza-se a seguinte fórmula:
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Vamos supor que o cabeçote da máquina com a qual você está trabalhando tenha uma relação de divisão de 40/1. Agora é só efetuar o cálculo.
Então para uma engrenagem de 25 dentes e uma relação de divisor de 40/1, tem-se que:
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Com o resultado obtido, tem-se que é preciso dar uma volta e mais 15 furos em um disco de 25 furos. Como não existe um disco de 25 furos, é necessário montar uma fração equivalente a 15/25. 
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A fração obtida leva a outra fração equivalente. Isto vai permitir escolher um disco com número de furos normalizados.
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O resultado encontrado foi 9/15. Isto significa que você deve utilizar um disco com 15 furos e nele deslocar 9 furos.