5 FTM Fresamento

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FRESAMENTO 
 
1. Processo 
 
O fresamento é um processo de usinagem que gera superfícies de várias formas pela remoção 
progressiva de material através do avanço, relativamente lento, de uma ferramenta rotativa. A ferramenta, 
denominada fresa, possui múltiplas arestas (dentes) cortantes que removem, a cada rotação, uma pequena 
quantidade de material na forma de cavacos. Pelo fato de ferramenta e peça se movimentarem em mais de 
uma direção ao mesmo tempo podem ser obtidas superfícies com quase qualquer orientação. 
As principais diferenças entre o fresamento e outros processos de usinagem são (ASM, 1989): 
• O corte é interrompido; 
• Os cavacos são relativamente pequenos; 
• A espessura do cavaco é variável. 
 
No fresamento há dois movimentos a se considerar: 
• Rotação da ferramenta; 
• Avanço da peça (em alguns casos a ferramenta pode executar os dois movimentos). 
 
A máquina-ferramenta na qual é feito o fresamento é denominada fresadora ou máquina de fresar. 
O movimento de avanço é, geralmente, feito pela própria peça que está sendo usinada. Porém, nas modernas 
fresadoras ou centros de usinagem, a ferramenta de corte pode ser dotada de movimento de avanço. No 
passado as fresadoras eram utilizadas para geração de superfícies prismáticas (rasgos de chaveta, 
rebaixos, rasgos em “T”, rasgos tipo “rabo de andorinha”, etc); confecção de dentes de engrenagens (retos, 
helicoidais, engrenagens cônicas) e diversas outras operações hoje consideradas simples. Atualmente, 
modernas fresadoras ou centros de usinagem equipadas com CNC são capazes de rosquear e gerar as 
complexas superfícies de moldes e matrizes. 
 
2. Aplicações 
 
A Figura 01 mostra alguns tipos de superfície possíveis de serem obtidos com as fresadoras. Devido 
a grande possibilidade de movimentação da mesa de a fresa, a variedade de tipos de superfície produzida é 
muito grande. 
 
 
Figura 01 – Superfícies obtidas através do processo de fresamento. 
 
 
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3. Fresadora 
 
Segundo a posição do eixo-árvore da máquina-ferramenta, o fresamento pode ser classificado em: 
• Fresamento horizontal; 
• Fresamento vertical; 
• Fresamento inclinado. 
 
 
Figura 02 – Ilustração esquemática de uma (a) fresadora vertical e (b) horizontal 
 
Segundo a disposição dos dentes ativos da fresa, classifica-se a operação nos seguintes métodos de 
fresamento: o fresamento tangencial ou periférico e o fresamento frontal. 
 
a) Fresamento tangencial 
 
O fresamento tangencial ou periférico é uma operação na qual os dentes ativos estão na superfície 
cilíndrica da ferramenta, o eixo da fresa é paralelo à superfície que está sendo gerada. Neste caso, as 
fresas são chamadas cilíndricas ou tangenciais. Figura 03. 
 
b) Fresamento frontal 
O fresamento frontal é uma operação na qual os dentes ativos da fresa estão na superfície frontal 
da ferramenta, o eixo da fresa é perpendicular à superfície gerada. Neste caso, as fresas são chamadas de 
frontais ou de topo. Figura 03. 
 
 
 
Figura 03 – Fresamento frontal e fresamento tangencial. 
 
 
 
 
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4. Métodos de fresagem 
 
Os métodos de fresagem se referem ao movimento relativo entre a peça e a ferramenta, podem ser 
concordante, discordante ou combinado: 
 
a) Discordante – é aquele onde o sentido do movimento de avanço é contrário ao sentido do movimento 
de giro da fresa. No fresamento discordante, Figura 04, o corte do cavaco se inicia com espessura 
mínima (zero). Neste caso são geradas forças que tendem a levantar a peça da mesa da máquina, o 
que exige um bom sistema de fixação da peça. No caso de peças longas, presas pelas extremidades, 
o fresamento discordante pode gerar vibrações indesejadas. 
 
 
Figura 04 – Ilustração do fresamento discordante. 
 
O fresamento discordante costuma desgastar um pouco mais a ferramenta de corte, devido a 
dificuldade encontrada pela mesma em penetrar na peça (h=0). 
Uma grande vantagem deste método de fresamento é que não há influência da folga entre 
porca/parafuso (para máquinas convencionais), fazendo com que o movimento da mesa seja mais 
uniforme, gerando melhor acabamento. Este método é mais usado em situações onde ocorre folga 
entre o fuso e a castanha de comando do avanço da mesa da fresadora. 
 
b) Concordante – é aquele onde o sentido do movimento de avanço é o mesmo do movimento de giro da 
fresa, Figura 05. 
 
 
Figura 05 – Ilustração do fresamento concordante. 
 
No fresamento concordante, o corte inicia-se com a espessura máxima do cavaco e são geradas 
forças que tendem a pressionar a peça contra a mesa da máquina. 
A grande desvantagem deste método de fresamento é que a força de avanço ocorre no mesmo 
sentido do deslocamento, desta forma a folga existente entre porca/parafuso do sistema de 
movimentação da mesa, Figura 06(a), é empurrada pelo esforço de corte, fazendo com que a mesa 
execute movimentos irregulares que podem prejudicar o acabamento da peça, ou até mesmo quebrar 
os dentes da fresa. Este problema pode ser corrigido através de manutenção a fim de tirar folgas 
da máquina e do uso de fusos de esferas, onde não existe folga. 
O problema da folga entre fuso/porca pode ser evitado com um fuso de esferas recirculantes que é 
geralmente utilizado em máquinas de comando numérico. Este fuso não possui folgas e possibilita a 
utilização da fresagem concordante. Por esta razão, em geral, em máquinas convencionais o 
fresamento discordante é o mais utilizado, já em máquinas comando numérico o fresamento 
concordante é o mais indicado. 
 
 
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A b 
Figura 06 – a) Folga entre o fuso e a porca fixa da mesa e b) fuso de esferas recirculantes. 
 
Outro problema do fresamento concordante é que o corte inicia sempre com a espessura máxima de 
corte. Se a superfície possui camada superficial endurecida (óxido ou sujeira), o contato inicial 
ferramenta-peça será em condições desfavoráveis, o que causará a redução da vida da ferramenta. 
A fresagem concordante possui algumas vantagens: 
• A força de corte entra na peça forçando-a contra a mesa, 
• Vida mais longa da ferramenta, 
• Melhor acabamento superficial, 
• Menor força e potência para o avanço, 
• Caminho mais curto da aresta, durante o corte (≈ 3%). 
É a forma mais indicada para fresamento. 
 
c) Combinado – é aquele que ocorre quando a fresa tem seu eixo dentro do campo de corte da peça 
(neste caso, a penetração de trabalho, ae, é exatamente igual ao diâmetro da fresa). Assim, uma 
parte do corte ocorre em fresagem concordante e outra em discordante, Figura 07. 
 
 
Figura 07 – Ilustração do fresamento combinado. 
 
Cada um dos métodos de fresamento possui suas aplicações, vantagens e desvantagens. 
A Figura 08 ilustra os três métodos de fresagem. 
 
 
Figura 08 – Fresamento discordante, concordante e combinado. 
 
 
 
 
 
 
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5. Parâmetros de usinagem: 
 
• Velocidade de corte e rotação: 
1000
.. ηφπ=CV φπη .
1000.cV= 
 
• Avanço: zff z .= 
f – avanço (mm/volta), 
z – número e dentes, 
fz – avanço por dente, 
 
• Velocidade de avanço (mm/min): η.fV f = 
 
• Tempo de corte (min): 
f
f
C V
L
T = 
Lf – percurso de avanço (mm), 
Vf – velocidade de avanço (mm/min). 
 
• Tempo unitário – T1 (min/peça): T1(min)=TC(min)+TP(min) 
TP – tempo de preparação 
 
• Produtividade Pr (peça/min): 
C
r T
P 1= 
 
• Tempo do lote – TL (h): 
60.
.1
maq
L N
QTT = 
Q – quantidade de peças do lote, 
Nmaq – número de máquinas. 
 
Dimensões de corte: 
• Profundidade de corte (ap) – é a quantidade que a ferramenta penetra na peça, medida 
perpendicularmente ao plano de trabalho (na direção do eixo da fresa). 
• Penetração de trabalho (ae) - é a quantidade que a ferramenta penetra na peça, medida no plano de 
trabalho e perpendiculara direção de avanço. 
A Figura 09 mostra a profundidade de corte e a penetração de trabalho. 
 
Figura 09 - Profundidade de corte (ap) e a penetração de trabalho (ae). 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. Fresas 
 
 As fresas podem ser classificadas de várias maneiras: 
• Quanto ao método de fresagem: 
o Periférica 
ƒ Concordante; 
ƒ Discordante; 
o Frontal 
• Quanto à forma: 
o Cilíndricas; 
o Cônicas; 
o De forma. 
 
 
Figura 10 – Fresas cilíndricas 
 
Figura 11 – Fresa para perfil convexo, côncavo, dentes de engrenagem e especiais. 
 
• Quantos aos dentes: 
o Dentes retos; 
o Heilicoidais; 
o Bi-helicoidais. 
 
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Figura 12 – Fresas de dentes retos, helicoidal e bihelicoidal. 
 
• Quanto ao sentido de corte (somente para fresas com haste): 
o Corte a direita (horário); 
o Corte a esquerda (anti-horário). 
• Quanto a construção: 
o Inteiriças; 
o Calçadas; 
o Dentes postiços. 
 
 
Figura 13 – Fresa calçada, fresa de dentes postiços e detalhe da fixação da pastilha. 
 
• Quanto as faces de corte (o número de superfícies com afiação): 
o Um corte; 
o Dois cortes; 
o Três cortes. 
 
 
Figura 14 – Fresa de dois cortes e os sentidos em que pode usinar. 
 
• Quanto à aplicação: 
o Tipo W (α=8º, β=57º e γ=25º) 
o Tipo N (α=8º, β=73 e γ=10º) 
o Tipo H (α=8º, β=81º e γ=4º) 
 
 
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Figura 15 – Tipos de fresa 
 
• Quanto a fixação: 
o Fresas de haste cilíndrica; 
o Fresas de haste cônica; 
o Fresas para mandril; 
ƒ Chaveta longitudinal; 
ƒ Chaveta transversal. 
 
Figura 16 – Fresas de haste (cônica e cilíndrica) e de chaveta (transversal e longitudinal). 
 
7. Fresadoras 
 
Pode-se classificar as fresadoras de diversas formas, sendo as principais classificações as que 
levam em consideração o tipo de avanço, a estrutura, a posição do eixo-árvore em relação à mesa de 
trabalho e sua aplicação. Assim, tem-se: 
• Quanto ao avanço 
o Manual 
o Automático (hidráulico ou elétrico) 
• Quanto à estrutura 
o Ferramenteira (maior flexibilidade) 
o De produção (maior produtividade) 
• Quanto à posição do eixo-árvore 
• Vertical (eixo árvore perpendicular à mesa) 
o Horizontal (eixo árvore paralelo à mesa) 
o Universal (pode ser configurada para vertical ou horizontal) 
o Omniversal (universal com a mesa que pode ser inclinada) 
o Duplex (dois eixos-árvore simultâneos) 
o Triplex 
o Multiplex 
o Especiais 
• Quanto à aplicação 
o Convencional 
o Pantográfica (fresadora gravadora) 
o Chaveteira (específica para fazer chavetas internas e/ou externas) 
o Dentadora (específica para usinar engrenagens) 
o Copiadora (o apalpador toca um modelo e a ferramenta o reproduz na peça) 
 
A Figura 17 mostra o esquema de uma fresadora universal montada na configuração horizontal, 
vertical e em vista explodida. 
 
 
 
 
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Figura 17 – Fresadora universal. 
 
Fresadora Horizontal - É aquela na qual o eixo de rotação da fresa é no sentido horizontal, e os movimentos 
de avanço são realizados em três direções em três eixos. 
Fresadora Vertical - É aquela na qual o eixo de rotação da fresa é no sentido vertical, e os movimentos de 
avanço são realizados em três direções em três eixos. 
Fresadora Universal - É aquela cujo eixo de rotação da fresa é no sentido vertical ou horizontal, 
opcionalmente usado pelo usuário, e os movimentos de avanço são realizados em três direções em três eixos. 
Fresadora Ferramenteira - É uma fresadora bastante versátil com movimentos em todos os sentidos, 
fazendo com que este tipo de máquina seja amplamente usada em ferramentarias, e em setores que exijam 
máquinas de maior flexibilidade. Também é usada em produção de peças de formatos mais complexos. 
Fresadora Faceadora - É específica para trabalho frontal, onde o faceamento é a operação praticamente 
exclusiva. Normalmente o eixo de rotação da fresa é no sentido horizontal. A fresadora faceadora duplex é 
um exemplo. 
Fresadora de Engrenagens (processo renânia) - É a fresadora construída especialmente para o corte de 
dentes de engrenagens, cujos perfis são obtidos conforme fresas específicas denominadas “caracol”. 
Fresadora Pantográfica - É utilizada para reproduzir gravações para estampos de moedas, medalhas, placas 
com texto, etc 
Centro de Usinagem - É uma versão moderna da fresadora, com movimentos realizados automaticamente via 
CNC. É dotado de magazine com troca automática de ferramentas e, em alguns casos, de mesa giratória 
(palette). 
 
Na maioria dos Centros de Usinagem, os palettes são trocados automaticamente via CNC, 
eliminando o tempo de carga e descarga da peça, pois isto ocorre numa região fora da área de usinagem 
 
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(estação de carga), enquanto outra peça é usinada. Pode também contar com sistema de apalpadores que 
realizam medições e ajustes automaticamente, facilitando as preparações e garantindo melhor qualidade. 
 
 
a 
 
b 
 
c 
Figura 18 – (a) Fresadora ferramenteira, (b) fresadora de engrenagens e, (c) detalhe do fresamento de 
engrenagens. 
 
8. Acessórios 
 
Os principais acessórios utilizados em operações de fresamento estão relacionados à fixação da 
peça na mesa de trabalho. São eles: 
 
• Parafusos e grampos de fixação 
• Calços 
• Cantoneiras de ângulo fixo ou ajustável 
• Morsas 
• Mesa divisora 
• Divisos universal e contraponto 
 
Um outro conjunto de acessórios de grande importância está relacionado com a fixação das 
ferramentas. No eixo-árvore das fresadoras existe um furo cônicos dotado de chavetas. Neste cone se 
pode fixar um mandril ou uma ferramenta de haste cônica. Para garantir a fixação, utiliza-se uma haste 
rosqueada que atravessa a árvore. As chavetas evitam o deslizamento. 
OBS! Nas fresadoras modernas (CNC), a troca e fixação da haste cônica das fresas é realizada por um 
sistema pneumático e mecânico (molas prato) que está acoplado ao cabeçote principal da máquina. 
 
 As Figuras 19 a 22 ilustram vários acessórios utilizados no fresamento. 
 
 
Figura 19 – Acessórios para fresadoras, (a) parafusos e grampos para fixação, (b) calços. 
 
 
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Figura 20 – Morsa para fixação. 
 
 
a 
 
b 
c 
Figura 20 – Acessórios, (a) divisor universal e contra-ponta, (b) mesa divisora e (c) .divisor universal 
 
 
a 
 
b 
Figura 21 – a) Mandril porta-fresa curto e com chaveta longitudinal e, b) mandril universal 
 
 
Figura 22 – Mandril adaptador para ferramentas de haste cônica. 
 
9. Referências bibliográficas: 
 
Metals Handbook, vol. 16, Machining 
http://www.cimm.com.br/cimm/didacticMaterial/usinagem.html
Ferraresi, D.; Fundamentos da usinagem dos metais. 1 ed. São Paulo: E. Blucher, 1982. 751 p. 
Diniz, A. E.; Marcondes, C.; Coppini, N. L.; Tecnologia da usinagem dos materiais, 1. ed. – São Paulo, Art Líber 
Editora, 2000. 
Gorgulho Jr., J. H. C.; Apostila Tecnologia de Fabricação IV, do curso de engenharia mecânica da EFEI, 
2002 
Schneider Jr., G. Cutting tool applications, Tooling & Production, 2002, Nelson Publishing 
Stemmer, C. E.; Ferramentas de corte II – Brocas, alargadores, ferramentas de roscar, fresas, brochas, 
rebolos, abrasives, Editora da UFSC, 3a ed. Florianópolis, 2005.