Aula de fresamento com exercícios

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UDESC – Universidade do Estado de Santa Catarina
FEJ – Faculdade de Engenharia de Joinville
DEPS – Departamento de Engenharia de Produção e Sistemas
Fresamento
Visão sistêmica de um processo de 
usinagem
Dispositivo fixação
Dispositivo fixação
Dispositivo medição
Aplicação
tarefa
tipo de peça (geometria para fixação)
superfície: material em bruto
superfície: resultado desejado
(superfície = geometria + acabamento)
tipo de operação
objetivo (desbaste, acabamento)
fenômeno físico (grandezas, 
movimentos, calor, ...)
fenômeno
físico /
mecanismo
Ferramenta
material
geometria
acabamento
Máquina
tipos / partes
movimentos
acionamentos
potência
fixa / verifica a peça / ferramenta / dispositivos,
aciona / programa / ajusta a máquina
Parâmetros do 
processo
Operador
Fresamento - assuntos
Fenômeno
Aplicações
Ferramentas
Máquinas
Dispositivos
Parâmetros
Fresamento - assuntos
Fenômeno
Aplicações
Ferramentas
Máquinas
Dispositivos
Parâmetros
Combinação de 2 movimentos:
rotação da ferramenta e movimento da mesa
Fresamento concordante
Fonte: CIMM
Fresamento discordante
Fonte: CIMM
Fresamento – fenômeno – Discordante X Concordante
Problemas 
gerados
Operação 
(para um 
dente)
Esforço da 
ferramenta
Espessura de 
corte (hd)
Vibrações (soluções: 
diminuir folga do fuso/porca 
ou usar fuso de esferas)
•Forças verticais sempre 
empurram peça para a mesa
•Resultante de forças 
horizontais variável: 
vibrações
•Penetração é feita com hd
máximo (reduz vida da 
ferramenta)
Concordante
•Diminui gradualmente
•Vibrações
•Prejudica acabamento 
superficial e tolerâncias
•Início da operação - forças 
verticais empurram peça 
contra a mesa
•Final da operação – dente 
tenta arrancar peça da mesa
•Aresta forçada contra a peça 
(atrito excessivo)
•Produz deformação inicial (ao 
invés de cavaco)
•Feito contra superfície 
encruada (dente anterior)
Discordante
•Aumenta gradualmente
Fresamento – fenômeno – Discordante X Concordante
Fresamento frontal
Fonte: CIMM
Fresamento - assuntos
Fenômeno
Aplicações
Ferramentas
Máquinas
Dispositivos
Parâmetros
Fresamento - Aplicações
• Usinagem de superfícies planas
• Usinagem de superfícies côncavas e convexas
• Usinagem de rasgos e canais
• Usinagem de ranhuras retas ou em T
• Usinagem de perfis em ângulo (ex: rabos de andorinha)
• Usinagem de superfícies complexas
Fresamento – exemplos
de superfícies
1. Fresa de facear
2. Fresa com ângulo de 90º
3 e 4. Fresa de frontal de topo 
ou fresas cilíndricas de 
disco
5. Fresa cilíndrica helicoidal 
com arestas longas ou 
fresa de topo com corte 
lateral
Fresamento – exemplos de 
superfícies
6. Fresa frontal de topo com 
arestas até o centro
7. Fresas de forma ou fresas de 
topo com arestas redondas
8. Fresa cilíndrica de disco
9. Fresa de facear com ângulo 
coincidente ao do perfil
Fresamento – exemplos de 
superfície
Fresamento – exemplos de 
superfície
Fresamento - assuntos
Fenômeno
Aplicações
Ferramentas
Máquinas
Dispositivos
Parâmetros
Fresamento - ferramentas
• Fresas de perfil constante
• Fresas planas
• Fresas angulares
• Fresas para rasgos
• Fresas de dentes postiços
• Fresas para desbaste
Fresamento – ferramentas - classificação
• PELA GEOMETRIA:
– De perfil constante
– Planas 
– Angulares
– Cilíndricas e de Disco
– Fresas de dentes 
postiços
• PELA APLICAÇÃO:
– De topo (frontal)
– Tangencial (concordante 
e discordante)
– Para rasgos/canais
– Para desbaste
Fresas de perfil
constante
Aplicação
Superfícies e Canais côncavos ou convexos
Gerar engrenagens
Fresas planas
Aplicação
Superfícies planas, rasgos e canais
Cilíndrica
Fresas angulares
Aplicação
Perfis em ângulos
(rasgos prismáticos e encaixes tipo rabo-de-andorinha)
Fresas para
rasgos
Aplicação
Rasgos de chavetas e ranhuras retas ou em perfil T
de topo
Fresamento – ferramentas – fresas
de dentes postiços
Aplicação
Uso de pastilhas
Fresas para desbaste
Aplicação
Desbaste de grande quantidade de material
Seccionamento
do dente propicia 
maior remoção 
de material
Fresamento - assuntos
Fenômeno
Aplicações
Ferramentas
Máquinas
Dispositivos
Parâmetros
Fresamento - máquinas
• Fresadora horizontal
• Fresadora vertical
• Fresadora universal
• Fresadora copiadora
• Fresadora pantógrafo
Fresadora
horizontal
Características:
Eixo árvore paralelo à mesa
Fresadora
vertical
Características:
Eixo árvore perpendicular à mesa
Fresadora
universal
Características:
Possui 2 eixos 
(horizontal e vertical)
Fresadoras copiadora
Características:
Possuem 2 cabeçotes (apalpador e usinagem)
Copiam um modelo
Fresadoras
pantógrafo
Características:
Possuem 2 cabeçotes 
(apalpador e usinagem)
Copiam um modelo
Depende da 
habilidade do 
operador
Fresamento - assuntos
Fenômeno
Aplicações
Ferramentas
Máquinas
Dispositivos
Parâmetros
Fresamento - dispositivos
• Dispositivos para fixação da peça
• Dispositivos para fixação da fresa
Dispositivos para fixação da peça
morsa
mesa
aparelho divisor
cantoneira
Dispositivos para fixação da fresa
mandril com furo rosqueado
mandril para fresas de haste cônica
eixo porta-fresas (longo)
Dispositivos para fixação da fresa
mandril porta-pinçaseixo porta-fresas curto
Fresamento - assuntos
Fenômeno
Aplicações
Ferramentas
Máquinas
Dispositivos
Parâmetros
Parâmetros do processo
velocidade de corte
velocidade de avanço
profundidade de corte
tarefa
formato
material
acabamento
ferramenta
geometria
material
vida
determina
determina
máquina
dimensões
potência
rigidez
movimentos limita
condições
econômicas
limita
determina
determina
mecanismo 
de formação
do cavacolimita
Variáveis e parâmetros de corte
• Parâmetros do movimento:
– freqüência de rotação (n) [rpm]
– avanço por revolução (f) [mm]
– avanço por dente (fz) [mm]
– velocidade de avanço (vf) 
[mm/min]
– velocidade de corte (vc) [m/min]
• Parâmetros de corte:
– profundidade de corte (ap) [mm]
– penetração de trabalho (ae) [mm]
– tempo de corte (tc) [min]
– taxa de remoção de material (Q) 
[mm3/min]
• Parâmetros da ferramenta:
– diâmetro da ferramenta (D) [mm]
– número de dentes (z)
Velocidade de avanço (vf), Velocidade de corte (vc) e Rotação (n)
Profundidade de corte (ap) e penetração de trabalho (ae)
Diferenças entre profundidade de corte e 
penetração de trabalho
Fonte: CIMM
Fresamento Frontal simétrico X assimétrico
Fresamento frontal simétrico
• ϕo = ângulo de contato ou abraçamento
• Fresamento de rasgo ou canal:
– ae=D; ϕo = 180º; hDmax = fz
• Comum com fresas de topo:
– aede facear
• χr = 90º somente quando necessário, pois:
– dificulta saída do cavaco
– esforços (radiais) resultam num esforço desfavorável no 
eixo-árvore
– ponta das arestas cortantes mais frágeis
• χr = 75º 1ª escolha
• χr = 60º preferida em cortes mais pesados
• χr = 45º
Número de dentes
(fatores de escolha e recomendações)
• Fresa de passo grande gera 
menor potência:
– Avanço por dente maior
– hm maior
• Material da peça:
– Cavacos longos exigem maior 
espaço entre dentes
• Tamanho da peça:
– 2 dentes na peça ao menos
• Melhores acabamentos:
– Menores avanço por dente
– Maiores número de dentes
• Recomendações:
• Passo grande (poucos dentes):
– Aço (desbaste e semi-
acabamento) ou onde há
tendência à vibrações
• Passo pequeno (muitos dentes)
– Alta taxa de remoção de cavaco
– Para ferro fundido (cavacos 
pequenos) e aços (desbaste leve 
e acabamento)
• Passo extra pequeno
– Altas velocidades de avanço
– Ferro fundido (corte 
interrompido), aços 
(acabamento) e ligas de titânio 
(baixas velocidade de corte)
Parâmetros do processo – forças no 
fresamento
• Índices utilizados para forças:
– c : direção principal de corte
– f : para a direção de avanço
– p : para a direção passiva 
(perpendicular ao plano de 
trabalho Pf)
• Força de Corte (Fc)
– Mesmo sentido e direção de 
vc
– responsável pela maior parte 
da potência de corte
• A Força de avanço (Ff) 
– mesmo sentido e direção de 
vf
– maior responsável pela 
deflexão da ferramenta
• A Força passiva (Fp)
– perpendicular ao plano de 
trabalho Pf (Fc X Ff)
Cálculo da potência de corte e do 
rendimento
[W]
60.000
vFP
cortedePotência
cc
c
×
=
[%]100
P
Pη
Rendimento
a
c ×=
Parâmetros do processo –
tolerâncias
• Fatores:
– Rigidez da peça
– Acuracidade e rigidez da 
máquina
– Acuracidade e precisão do 
sistema de fixação da peça
– Qualidade da ferramenta de 
corte
• Valores:
• Tolerâncias (com todas os 
fatores favoráveis):
±0,0005in (±0,0127mm)
• Planicidade:
±0,001 in/ft (±0,083 mm/m)
• Tolerâncias Prováveis:
±0,001 a ±0,002 in
(±0,0254 a ± 0,0508 mm)
• Rugosidade:
– Teórica:
– Real > Teórica
D4
fR
2
z
maxteor =