Mov. de Gradeza do Processo de Fresamento

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MOVIMENTOS E GRANDEZAS DO PROCESSO DE FRESAMENTO. 
(Material de apoio para aula de fabricação mecânica) 
 
Professor Me. Neimar Sousa Silveira 
 
Professor Me. Neimar Sousa Silveira 
Fresamento – O fresamento é uma operação de usinagem com formação de 
cavaco que se caracteriza por: 
 A ferramenta multicortante, dita fresa, é provida de arestas 
cortantes dispostas simetricamente ao redor de um eixo; 
 A ferramenta para executar a sua função, é provida de um 
movimento de rotação, ao redor de seu eixo, permitindo assim que 
cada uma das arestas cortantes (ditos dentes da fresa) retira a 
parte de material que lhe compete faze-lo; 
 O movimento de avanço, que permite o prosseguimento da 
operação, é geralmente feito pela própria peça em usinagem, que 
está fixada na mesa da máquina, (raramente o movimento de 
avanço é feito pela própria ferramenta); 
 O movimento de avanço obriga a peça passar sob a ferramenta 
que lhe dá a forma e dimensão desejada 
O fresamento se diferencia do torneamento pela sua: 
 Cinemática 
 Torneamento peça rotaciona e ferramenta translada 
 Fresamento peça translada e ferramenta gira 
 
 
 
 
 
O fresamento se diferencia do torneamento pela sua: 
 formas geradas 
 torneamento ==> peças com simetria de revolução 
 fresamento ==> peças prismáticas 
 
 
Generalidades do processo de fresamento 
 Processo de remoção de cavaco com movimento de corte circular da 
ferramenta. 
 Ferramenta com um ou vários gumes atuando simultaneamente para a geração 
de superfícies. Processo utilizado na geração de superfícies que não são de revolução, 
como as produzidas no torneamento. O movimento de corte transcorre de forma normal 
ou oblíqua à direção de rotação da ferramenta. 
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) 
 Avanço por dente (fz) 
 Ângulo de engajamento (definido por jE e jA) 
 
 
 
Fresamento segundo a posição da ferramenta 
 
 
 
Movimentos e Forças no Fresamento 
 
 
 
No fresamento periférico concordante (ou apenas fresamento concordante), os 
sentidos das velocidades de corte e de avanço são, em média, os mesmos. A espessura 
do cavaco decresce durante a sua formação. Como mostrado na animação abaixo, a 
espessura do cavaco é máxima no início do corte e mínima no final (teoricamente zero). 
Assim, na saída do gume, ocorre o esmagamento de material e maior atrito entre o 
gume e a superfície de corte. 
 
No fresamento periférico discordante (ou apenas fresamento discordante) ocorre o 
contrário. Os sentidos das velocidades de corte e de avanço são, em média, opostos. A 
espessura do cavaco cresce durante a sua formação. Neste caso, a espessura do 
cavaco é mínima no início do corte e máxima no final. Se ocorre fresamento discordante 
puro, como mostrado na animação abaixo, a espessura inicial é teoricamente zero. 
Assim, no momento da entrada do gume, não há corte, mas apenas o esmagamento de 
material. Consequentemente os esforços e a tendência a vibrações na ferramenta são 
maiores. 
 
 
 
 
Rotação e Velocidade de Corte 
Para se calcular os parâmetros de corte no fresamento, deve-se primeiramente 
determinar a melhor rotação (n). Esta depende basicamente do o diâmetro da fresa (d) 
e da velocidade de corte (vc). A velocidade de corte, por sua vez, vai depender de fatores 
como o tipo de material a ser usinado, o material da fresa e o tipo de aplicação da fresa. 
Tem-se a seguinte relação: 
n [rpm] = 1000 • 
vc [m/min] ti d [mm] 
No caso das velocidades de corte, os fabricantes das fresas fornecem tabelas 
com as velocidades relacionadas com o material da fresa (aço-rápido "AR" e/ou metal-
duro "MD") e da peça a ser trabalhada. A tabela é mostrada um exemplo para fresa de 
AR. 
 
 
 
Observa-se que quanto maior a profundidade de corte, menor será o valor da 
velocidade de corte. As velocidades para ferramentas de MD chegam a ser de 6 a 8 
vezes maiores que as utilizadas para ferramentas de AR devido a uma maior 
resistência ao desgaste das ferramentas MD. 
Exemplo 1: deseja-se desbastar 4,0 mm de profundidade em uma peça de aço-
carbono com resistência de 850 N/mm2, utilizando uma fresa de aço-rápido com 40 mm 
de diâmetro. A fresadora dispõe das seguintes rotações baixas: 50, 70, 95,120, 210, 
265, 325 e 375 rpm. 
De acordo com a tabela, deve-se usar uma velocidade de corte de 20 a 24 m/min 
(adota-se a média das duas). A rotação seta então: 
 
Como as rotações mais próximas são 120 e 210 rpm, deve-se selecionar a maior 
paia uma maior produção de peças - desde que a velocidade de corte não ultrapasse o 
valor recomendado. 
Tomando assim a rotação de 210 rpm: 
 
O valor encontrado ultrapassou a faixa recomendada pelo fabricante. Neste caso 
não é possível utilizar a maior rotação mais próxima. Então, a escolha deve recair sobre 
a menor rotação mais próxima, a fim de não danificar a fresa. 
Tomado a rotação de 120 rpm: 
 
Assim, deve-se usar uma rotação de 120 rpm para uma fresa de AR com 40 mm 
de diâmetro, cuja velocidade de coite será de 15,1 m/min. 
 
Velocidade de avanço da mesa 
Para calcular velocidade de avanço máxima permitida pela ferramenta, consulta-
se inicialmente uma tabela, para que se possa conhecer o valor de avanço por dente da 
fresa. Para consultar a tabela, é preciso conhecer o material, o tipo de fresa e identificar 
se a operação é de desbaste ou acabamento. Também é preciso saber o número de 
dentes da fresa. Para isto basta observar as tabelas a seguir. 
 
Tabela - Escolha do avanço por dente para fresa cilíndrica de aço-rápido 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela - Escolha do avanço por dente para fresa cilíndrica de aço-rápido 
 
 
Tabela -Escolha do avanço por dente para fresa circular de dentes retos de aço-
rápido 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela - Escolha do avanço por dente para fresa circular de dentes cruzados de 
aço-rápido 
 
 
Tomando o Exemplo 1, suponha que seja preciso fazer o desbaste de 4 mm de 
profundidade em uma peça de aço-carbono com resistência de 850 N/mm2 de 
resistência com uma fresa cilíndrica de 40 mm de diâmetro. Pela tabela, avanço por 
dente recomendado é: fz = 0,24 mm/dente. Se esta fresa trabalha com seis dentes (z = 
6) e se cada dente avançar 0,24 mm, em uma volta da fresa, o avanço por volta (fv) fica: 
 
fv [mm/volta] = fz [mm/dente] z [n° de dentes] 
Substituindo, vem: fv = 0,24·6 = 1,44 mm/volta 
 
Com o valor do avanço por volta (f„) e o valor da rotação da ferramenta, pode-se 
então calcular a velocidade de avanço máxima permitida paia a mesa (vf), tomando 
como referência a capacidade de remoção do cavaco. Tem-se então que em cada volta 
da fresa a mesa avança 1,44 mm com a fresa trabalhando a uma rotação de 120 rpm. 
Então a velocidade fica: 
 
Vf [mm / min] = f„ [mm/ volta] n [rpm] 
Substituindo vem: vf = 1,44 · 120 = 172,8 mm/min 
 
O valor de 172,8 mm/min deve ser selecionado na fresadora. Caso não seja 
possível, deve-se escolher o avanço menor mais próximo. Se a rotação de 210 rpm 
fosse usada em vez de 120 rpm, ter-se-ia: vf = 1,44 · 210 = 302,4 mm/min, ou seja, com 
a fresa trabalhando a 210 rpm, a mesa avançaria 302,4 mm/min. 
Apesar de uma maior rotação da fresa gerar um maior avanço, e o resultado ser 
uma maior produção de peças em um mesmo intervalo de tempo, deve-se sempre 
seguir as orientações do fabricante. 
Exercício - Dada uma peça de aço de 550 N de resistência e utilizando umafresa circular de 40 dentes retos, diâmetro de 80 mm e profundidade de corte de 7 
mm, determine: vc, n, fz, fv e Vf. 
 
Profundidade de Corte 
O último passo antes de usinar uma peça é escolher profundidade de corte 
adequada, para saber quantas passadas a ferramenta deve dar sobre a peça a fim de 
retirar o sobremetal e deixar a peça no tamanho desejado: 
 
Este é um dado prático: depende muito da experiência do operador em identificar 
a resistência e robustez da fresadora. Para escolher- a profundidade de corte, é preciso 
antes medir a peça em bruto, a fim de determinar a quantidade de sobremetal a ser 
removida. Com este dado em mãos, decide-se o número de passadas da fresa sobre a 
peça. 
Durante a operação, as passadas são executadas sobre a peça, levantando-se 
a mesa da fresadora ou abaixando-se a fresa. Na prática, a máxima profundidade de 
corte adotada (ap) é de até 1/3 da altura (h) da fresa. 
 
Exercício - Seja uma peça de ferro fundido com dureza Brinell de 170 HB e 15 
mm de sobremetal. A fresa disponível é cilíndrica de 8 dentes, 40 mm de diâmetro e 
máxima profundidade de corte de 5 mm. Determine: vc, n, fc, fv, e vf e n° de passes. 
 
Resistência de Corte do Material 
A resistência de corte do material (re), também chamada de pressão específica 
de corte, depende da resistência à tração do material, que pode ser facilmente obtida 
peto fabricante/ fornecedor (tabelas). A relação utilizada para obter este valor é: 
 
 
Potência de Usinagem 
A Potência de corte (Pc) é uma porcentagem da potência do motor de 
acionamento (Pm). Depende do rendimento do sistema de transmissão da máquina, que 
por sua vez depende do tipo de transmissão, que pode ser por correia ou por 
engrenagens. O próprio rendimento do motor também influi no resultado. Tem-se: 
 
Para o caso de uma máquina que não utiliza correia, utilizar a relação acima sem 
sua respectiva componente. Além disto deve-se verificar com atenção as unidades em 
questão. A relação que permite realizar a conversão de unidades é: 
P [cv] - 736 P[W] 
Vale salientar que a potência de corte (Pc) depende: da área de material 
removido (A), da resistência específica de corte (re) e da velocidade de avanço: 
 
onde: 
A [mm2] = ap [mm] · ac [mm]. 
Desta forma, tendo como referência a potência disponível paia a usinagem, 
pode-se calcular a velocidade de avanço máxima suportada pela máquina. 
 
 
Valores aproximados de Ks