TEORIA MODULO 3 PFM

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III - FRESAMENTO 
Operação de fresamento 
Através do fresamento podemos obter os mais diversos tipos de peças, com 
superfícies planas, curvas, com entalhes, com dentes, etc, conforme os exemplos 
abaixo: 
Movimentos para fresamento de uma peça. 
No fresamento, os cavacos são arrancados por meio da rotação de uma ferramenta 
multicortante, conhecida por fresa, que é provida de arestas cortantes, dispostas 
simetricamente ao redor de um eixo. 
A fresa possui o movimento de rotação e, cada aresta da ferramenta, como no caso 
das usadas para o torneamento, possui um formato de cunha, o que facilita sua 
introdução no material a ser cortado. Ao movimento de rotação da fresa dá-se o nome 
de movimento principal ou de corte. 
Para obter a forma e dimensão desejada no corte, ainda é necessário um movimento 
retilíneo de avanço, que normalmente é dado pela peça que se encontra fixada à 
mesa da máquina. 
O movimento de penetração é o responsável pela espessura do cavaco e, 
normalmente também é dado pela peça, ou seja, pela mesa da fresadora. 
Durante o fresamento, cada aresta de corte da fresa está em contato com a peça por 
apenas um curto espaço de tempo. No resto do tempo de rotação da ferramenta, a 
aresta gira em vazio e pode ser refrigerada. Portanto, a solicitação ou esforço a que é 
submetida não é tão forte como no caso do torno, onde a aresta da ferramenta está 
cortando continuamente. 
 
Processos de fresamento 
Fresamento tangencial 
Neste caso, o eixo da fresa é paralelo à superfície de trabalho da peça. O cavaco 
produzido tem o formato de uma vírgula. No fresamento tangencial as fresas são ditas 
cilíndricas ou tangenciais 
As fresas tangenciais ou cilíndricas podem operar segundo o fresamento concordante, 
quando o sentido do movimento de avanço coincide com o sentido do movimento 
rotatório da fresa, ou através de fresamento discordante, quando o movimento de 
avanço da peça é contrário ao sentido de rotação da fresa. 
O fresamento discordante é o processo mais antigo empregado com fresas cilíndricas. 
Neste caso, a espessura de corte do cavaco aumenta progressivamente de zero a um 
valor máximo. 
Inicialmente, há um forte atrito entre a ferramenta e a peça. Quando a pressão da 
aresta cortante atinge um valor capaz de vencer a elasticidade do material, a mesma 
penetra na peça e retira uma porção de cavaco em forma de vírgula. No fim da 
operação de cada dente há uma tendência de levantamento da peça da mesa. 
No fresamento concordante as arestas da fresa começam a retirada de cavaco, 
partindo do ponto de maior espessura. A peça é fortemente comprimida contra a mesa 
e há o perigo da peça ser puxada para debaixo da fresa, podendo sofrer avarias, tanto 
a peça como a ferramenta e a máquina. 
Portanto, para trabalhar-se neste sistema, é necessário que a máquina seja robusta e 
que não haja folgas no fuso da mesa. 
A utilização de ângulo de saída negativo e pastilhas de metal duro nas fresas 
cilíndricas, possibilita em vários casos, principalmente para peças delgadas e para 
grandes profundidades de corte, o emprego do movimento concordante, obtendo-se 
um ótimo acabamento superficial e maior produção. 
 
Fresamento frontal ou de topo 
Neste caso, o eixo da fresa fica perpendicular à superfície de trabalho e as arestas 
cortantes não são somente as da periferia, mas também as de topo. 
O cavaco é de espessura uniforme.No fresamento tangencial, a fresadora suporta uma 
carga irregular em virtude da forma em vírgula dos cavacos. É difícil evitar um 
reduzido impacto na periferia da fresa, cuja conseqüência é um sulco ondulado que se 
forma na superfície fresada a cada rotação completa da fresa. Na fresa de topo, cada 
dente arranca um cavaco de espessura uniforme. Por esta razão, a carga da fresadora 
é uniforme. 
O rendimento de corte do cavaco é em geral 15 a 20% mais elevado do que no caso 
do fresamento tangencial. As superfícies obtidas por fresamento de topo são 
perfeitamente lisas, sem apresentar pequenas ondulações. 
 
Tipos de máquinas fresadoras 
Fresadora horizontal 
Esta máquina prestase para toda espécie de trabalhos de fresamento. A sua 
característica principal consiste no fato do mandril portaferramentas estar colocado 
horizontalmente.O corpo da fresadora suporta a árvore principal disposta na 
horizontal, os mecanismos para acionamento do movimento principal da árvore e do 
movimento de avanço da mesa. 
A árvore principal gira apoiada em mancais de bronze ou rolamentos e é feita em aço 
liga, devidamente retificado. 
A caixa de velocidades que produz o movimento de rotação da árvore principal e, 
portanto, da ferramenta, possui a possibilidade de fornecer várias velocidades através 
de mecanismos de polias ou engrenagens, como acontece também nos tornos. 
A peça a ser trabalhada é fixada sobre a mesa. Para poder aproximar - se a peça da 
fresa, o suporte móvel da mesa é acionado, bem como o carro transversal e a mesa. 
 
Fixação da Peça: Torno x Fresadora 
Estes movimentos são feitos através de acionamento manual. A mesa pode, além 
disso, deslocarse por meio do mecanismo de avanço. Este recebe seu acionamento 
diretamente da caixa de velocidades ou por meio de um motor especial para este fim. 
Para ligação do mecanismo de avanço com o fuso da mesa, utiliza-se um eixo 
extensível e um mecanismo de parafuso sem fim. 
A amplitude do avanço pode limitar-se por meio de "chaves fim de curso". 
 
Fresadora Vertical 
Com esta máquina executam-se trabalhos de fresamento frontal. 
A árvore principal gira verticalmente no cabeçote vertical. Este cabeçote é giratório, de 
tal maneira que a árvore pode também tomar uma posição inclinada. A caixa de 
velocidade e o mecanismo de avanço assemelham-se ao de uma fresadora horizontal. 
 
Fresadora Universal. 
A característica principal desta máquina é o fato de sua mesa poder ser girada para a 
direita ou para a esquerda. Por tal motivo, é possível a execução de trabalhos, tais 
como a fresagem de ranhuras helicoidais. 
 
Fresadora Paralela 
Trata uma fresadora de produção, que trabalha com dois cabeçotes frontais ao mesmo 
tempo, podendo fresar os dois lados de determinada peça ao mesmo tempo ou mais 
de uma peça simultaneamente. Utilizada principalmente para o fresamento de peças 
pesadas. 
 
Fresadora para Superfícies Planas 
Usada para produção de superfícies planas, com o uso de uma fresa tangencial. O 
cabeçote com a árvore principal pode ser deslocado, aproximando-se ou afastando-se 
da mesa. 
 
Ferramentas de fresar 
Material 
As fresas são normalmente de aço de corte rápido ou usam pastilhas de metal duro ou 
ainda pastilhas de cerâmica. Os aços ferramenta só são utilizados para baixas 
velocidades de corte. 
Ângulos da fresa e passo entre dentes α =ângulo de incidência ou folga; β =ângulo de 
cunha; γ =ângulo de ataque ou saída 
 a) Passo pequeno - é apropriado para o fresamento de aço duro. 
 b) Passo médio - conveniente para o fresamento de aço doce. 
 c) Passo grande - ideal para o fresamento de metais leves. 
Disposição dos dentes 
Nas fresas de dentes retos, as arestas paralelas ao eixo da fresa começam a cortar o 
metal de uma só vez, com rendimento reduzido. (a) 
Fresas de dentes helicoidais são mais produtivas e trabalham de maneira mais 
silenciosa. Quando uma aresta está saindo do material, uma outra já começou a 
cortar. O cavaco escoa para o lado. (b) 
As arestas helicoidais podem ter inclinação à direita ou à esquerda, dando lugar no 
arranque do cavaco a uma força transversal na direção do eixo da fresa (força axial). 
Esta força deve ser dirigida contra o cabeçote da fresadora pois, caso o contrário, o 
mandril porta-fresada árvore poderia soltar-se. 
Tamanho das fresas 
As fresas de pequeno diâmetro apresentam menor percurso e pequeno momento de 
torção, mas têm menos massa para a troca de calor e seus dentes são menores. 
Forma dos dentes 
Os dentes podem ser fresados (ou agudos), detalonados (ou de perfil constante) e 
postiços. 
Dentes fresados ou agudos: 
É a forma mais comum e mais simples de ser feita. Como exemplo, podemos citar o 
"dente de serra" que apresenta a desvantagem de ser pouco resistente. As afiações 
sucessivas conduzem a uma variação progressiva da forma dos dentes e a uma vida 
pequena para a ferramenta. 
De maneira geral, as fresas com dentes agudos prestam-se para serviços de desbaste 
e acabamento de superfícies planas. 
 
Dentes detalonados: 
É a forma empregada nas fresas de perfil. 
Os dentes são afiados apenas na superfície de saída, o que mantém sempre o perfil 
original. 
 
Dentes postiços: 
É a solução mais econômica para fresas de grande diâmetro. É o caso típico das 
fresas frontais para faceamento. 
As pastilhas são presas nos dentes por solda ou parafusos. 
 
Retífica 
É o processo pelo qual se remove material, estabelecendo-se contato entre a peça e o 
rebolo girando à alta velocidade. 
A retífica confere à peça exatidão de medidas e elevada qualidade de acabamento 
superficial. 
A espessura do cavaco retirado através de retífica varia de 0,0025 a 0,03 mm. 
A superfície retificada apresenta menor coeficiente de atrito e maior resistência à 
fadiga. 
 
Tipos de retificação 
Abaixo, mostramos os movimentos relativos entre o rebolo e a peça nos processos de 
retífica mais comuns: 
 
Retificação frontal plana 
Essa operação pode ser feita em máquinas de eixo vertical. Ela consiste na retificação 
externa de superfícies planas. Ela pode ter avanço retilíneo ou circular da peça. 
 
Retificação tangencial plana 
Essa operação pode ser feita em máquinas de eixo horizontal. Ela consiste na 
retificação externa de superfícies planas. Ela tem avanço retilíneo da peça. 
 
Retificação cilíndrica 
Quando a obra é mantida na máquina entre duas pontas. 
Na retificação interna, em virtude do pequeno diâmetro dos rebolos, tornase 
necessário utilizar altas rotações para obter- se a velocidade tangencial desejada. O 
rebolo e a peça devem girar em sentidos opostos na região de contato. 
 
Sem centros (centerless) 
 Quando a peça não é suportada entre centros fixos, mas pela combinação de uma 
placa de apoio, um rebolo de encosto e um rebolo de corte. 
 O rebolo de encosto causa a pressão da peça contra o rebolo abrasivo e controla sua 
rotação. A peça avança longitudinalmente. 
 
Retificação Cônica 
A conicidade pode ser obtida por inclinação da peça, do rebolo, ou ainda, através da 
inclinação da mesa da máquina, quando a conicidade for pequena. 
 
Retificação de Perfis 
Neste caso o rebolo deverá ter um perfil desenhado de acordo com a superfície da 
peça a ser usinada. 
 
O rebolo. 
Os rebolos são usados com três finalidades distintas: Eliminar rebarbas através de 
esmerilhamento, afiar o gume de ferramentas e dar acabamento e exatidão às peças 
através da retífica. 
 
Composição dos rebolos. 
Os rebolos são constituídos por grãos abrasivos reunidos através de um aglutinante. 
Os materiais abrasivos mais usados são: 
Óxido de Alumínio, usado para Aço carbono sem tratamento térmico, forjado,fundido, 
etc. 
Carboneto Silício Ferro fundido, usado para não ferrosos e não metálicos Óxido de 
Alumínio Branco (99% de pureza), usado para Aços temperados, aço rápido, vidros, 
etc 
Carboneto de Silício Verde usado para Materiais extremamente duros: Carbeto de 
tungstênio (Vídia) 
Os materiais abrasivos são triturados em moinhos, obtendose diversos tamanhos de 
grãos. Os grãos são classificados por peneiramento, sendo designados por meio do 
número da peneira. 
Os grãos grossos são usados para desbaste, porque apresentam grande rendimento, 
embora a superfície obtida seja áspera. 
Grãos finos são ideais para operações de acabamento, porque a superfície obtida com 
este tipo de rebolos é lisa, porém seu rendimento é pequeno. 
Para a obtenção do rebolo é necessário aglutinar-se o abrasivo através de alguma 
liga.Os aglutinantes mais usados são: 
Resina sintética, vitrificação, borracha, goma-laca, silicato e oxicloreto. 
A escolha do aglutinante depende do tipo de serviço a ser executado. 
É o aglutinante que determina a dureza do rebolo e não os grãos abrasivos. 
Menor dureza é indicada para o trabalho de materiais duros porque, neste caso, os 
grãos abrasivos soltamse com facilidade da massa aglutinante dando lugar a novos 
abrasivos de pontas aguçadas. 
Rebolos duros são indicados para materiais macios. A dureza do rebolo é indicada 
através de letras.A ação do rebolo depende também de sua velocidade periférica. 
Quanto menor a velocidade, mais branda é ação do rebolo. 
Outra característica importante dos rebolos é sua porosidade, ou seja, a quantidade de 
grãos abrasivos, aglutinantes e poros que ele apresenta. 
Quanto maior tenha de ser o rendimento do rebolo, tanto mais porosa deve ser a 
estrutura, para que os cavacos que se soltam possam ser absorvidos pelos poros. A 
porosidade é designada através de números. 
 
Formas de rebolos 
Basicamente, um rebolo pode ter qualquer formato que se queira. Entretanto, existem 
alguns formatos padronizados que são os mais usados para os tipos normais de 
serviços, tais como: .Disco reto; Copo reto; Tronco cônico; De segmentos e Pontas 
montadas. 
Máquinas Retificadoras 
Retífica plana horizontal 
O rebolo tem seu eixo na horizontal, podendo se elevar ou abaixar. 
A mesa movimenta-se para a esquerda ou para a direita na longitudinal e, também, 
tem o movimento transversal. 
Retífica plana de árvore vertical com a mesa de movimento alternado 
Neste caso o rebolo trabalha na posição frontal e a mesa movimenta-se para a 
esquerda ou direita. O rebolo pode ser elevado ou abaixado. 
 
Retífica de superfícies cilíndricas ou cônicas 
Tanto a mesa como o rebolo podem ter movimentos longitudinais. A mesa pode 
inclinar-se para permitir retificação cônica. 
 
Retífica para trabalhos internos 
A peça recebe o movimento de rotação através de um cabeçote. O rebolo, por sua 
vez, recebe o movimento de rotação de um cabeçote de retificar. Os avanços 
longitudinais e transversais do rebolo podem ser feitos manual ou automaticamente. 
 
Retífica Universal 
Esta máquina pode executar trabalhos externos e internos, cilíndricos ou cônicos. 
Possui mesa inclinável, cabeçote portapeça e cabeçote retificador, inclinável. 
 
Eletroerosão 
Princípios de funcionamento: 
O princípio básico de atuação deste processo de usinagem é a remoção controlada de 
pequenas partículas do material da peça, através da fusão e evaporação controlada, 
por meio de descarga elétrica de alta freqüência entre a ferramenta (eletrodo) e a 
peça. 
A descarga elétrica é produzida pelo controle da pulsação da corrente contínua que 
circula entre a peça em trabalho (normalmente anódica, ou seja, carregada 
positivamente) e a ferramenta ou eletrodo, (normalmente catódica, ou seja, carregada 
negativamente). A extremidade do eletrodo é separada por uma região para descargas 
das faíscas elétricas, da ordem de 0,01 a 0,50 mm, imersa em um fluido contínuo 
dielétrico. A aplicação de pulsação em alta voltagem ioniza parcialmente o fluido 
dielétrico, facilitando assim a passagem de descarga elétrica entre a ferramenta e a 
peça em trabalho. 
Cada descarga produz calor suficiente para fundir ou evaporar pequena quantidade de 
material da peça, originando diminutascrateras na superfície em trabalho. No 
processo sob controle, a faísca prefere a menor distância entre o eletrodo e a peça. 
A erosão na peça, pelo contínuo e progressivo avanço do eletrodo, acompanha a 
forma do mesmo. 
O espalhamento das faíscas pelo efeito de borda do eletrodo ocasiona o aparecimento 
de um sobre corte, responsável por uma pequena variação das dimensões finais da 
peça em relação às do eletrodo. 
O eletrodo também é erodido pela faísca elétrica, embora em menor quantidade do 
que a peça. 
A relação de desgaste entre o eletrodo e a peça depende principalmente do material 
de cada um e da operação executada. As condutividades dos materiais do eletrodo e 
da peça influenciam a taxa de erosão, sendo que alta condutividade elétrica propicia 
maiores taxas 
Materiais. da peça com alto ponto de fusão e baixa condutividade elétrica exigem altas 
correntes e baixa freqüência para maximização da quantidade de material removido. 
Para obter-se precisão dimensional e bom acabamento é necessária baixa corrente 
elétrica e alta freqüência. 
 
Máquina para Eletroerosão 
A maior parte das máquinas, atualmente existentes, é do tipo cabeçote, acionado por 
meio de um cilindro hidráulico. 
O controle de velocidade de avanço é controlado por um servomecanismo, mantendo 
a distância do eletrodo à peça constante na região de descargas elétricas. 
 Os tipos de fluídos dielétricos mais usados são: óleos minerais e querosene. 
O fluído dielétrico circula através da região de descargas elétricas, alimentado por 
meio de furos ou rasgos na ferramenta ou na peça. 
A produtividade, precisão dimensional e custo de operação estão diretamente 
relacionados à correta escolha do material do eletrodo e sua operação. Como regra 
geral, menores taxas de desgaste nos eletrodos são proporcionadas por materiais de 
alto ponto de fusão. Os eletrodos de grafite são utilizados para desbaste em peças de 
aço, porque apresentam baixo custo, desgaste pequeno e facilidade de usinagem. 
 
Centros de Usinagem 
São máquinas horizontais ou verticais, equipadas com CNC, de grande capacidade de 
remoção de cavacos. 
São capazes de fazer as operações de faceamento, mandrilamento, furação, 
rosqueamento, alargamento, abertura de canais, rasgos, contornos, superfícies em 
dois ou mais planos, etc. 
Os centros de usinagem possuem grande precisão e repetibilidade.São, ainda, 
características dessas máquinas: Custo reduzido por peça, 
Flexibilidade e Elevada precisão. 
Máquinas de Usinagem Rápida (HSC – High Speed Cutting / HSM High Speed 
Machining) 
A usinagem rápida (HSCHigh Speed Cutting ou HSM High Speed Machining), embora 
esteja ligada à velocidade de rotação do fuso e à velocidade de avanço, não pode ser 
definida só por estes dois conceitos (a rotação do fuso de uma máquina HSM está na 
ordem de 20.000 rpm). Aliás, não existem valores mínimos para estas duas variáveis, 
para definir se uma máquina pode ser chamada de HSM. 
O motivo é simples: o avanço tecnológico possibilita rotações e avanços cada vez 
maiores. Assim, podemos definir que as máquinas de usinagem rápida são aquelas 
desenvolvidas para manter altas velocidades de corte, com pequena profundidade de 
corte e volume de cavacos removido constantemente em altas velocidades de 
avanços, sempre com um controle preciso de movimentação e alta capacidade de 
aceleração. 
A usinagem em alta velocidade beneficia a rápida formação do cavaco, reduzindo a 
pressão específica de corte. Na verdade, quando se utiliza a tecnologia HSM, o 
material é rompido de maneira diferente. Isto está relacionado com a quantidade de 
energia e a forma como a energia é transmitida para o cavaco. No processo clássico, 
com a ferramenta de corte, se gera uma pressão sobre a peça, que provoca uma 
deformação elástica e, posteriormente, plástica. O rompimento ocorre por 
cizalhamento. Na usinagem rápida, a pressão específica de corte é reduzida e daí se 
originam todos os benefícios, tais como a possibilidade de usinar peças delgadas, 
redução de deformações de origem térmica, etc.