RODAS DENTADAS, FRESADORAS E FERRAMENTAS DE FRESAGEM

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
INSTITUTO FEDERAL SUL-RIO-GRANDENSE 
CURSO TÉCNICO DE ELETROMECÂNICA 
DISCIPLINA DE PROCESSOS DE USINAGEM 2 
PROFESSOR: ARMINDO WERLANG 
 
 
 
 
 
 
 
RODAS DENTADAS 
 
FRESADORAS E FERRAMENTAS 
DE FRESAGEM 
 
 
 
 
 
 
ALUNO: Jérri Mattoso 
TURMA: 4V 
Rodas Dentadas 
Introdução: 
Roda dentada ou engrenagem é o nome dado ao objeto geralmente circular ou 
cilíndrico, cujas extremidades estão cortadas em seções, em forma de "dentes", e são 
projetadas com a finalidade de compor um sistema que produz movimento. A tradição 
atribui a criação da roda dentada a Arquimedes de Siracusa (287 a.C. – 212 a.C.). Um 
dos tipos mais primitivos de engrenagens que se tem notícia é uma roda com cavilhas de 
madeira. 
 A roda dentada é usada em inúmeros dispositivos mecânicos, realizando vários 
trabalhos importantes, em especial em equipamentos motorizados, no câmbio de 
marchas do carro comum. Um motor girando muito rápido pode fornecer energia 
suficiente para o conjunto, mas não torque suficiente. Com uma modificação ou redução 
da engrenagem, a velocidade pode ser regulada. Frequentemente várias engrenagens são 
utilizadas ao mesmo tempo para criar reduções de transmissão maiores. 
 Em qualquer roda dentada, a proporção é determinada pelas distâncias a partir do 
centro da engrenagem até o ponto de contato. O problema comum a todas as 
engrenagens é a mudança do ponto de contato dos dentes à medida que os componentes 
da engrenagem são postos em movimento. Isto reflete em significantes variações da 
relação de transmissão, o que significa que a velocidade do conjunto irá variar. 
 Para resolver este problema, muitas engrenagens modernas usam um desenho de 
dente especial, chamado de evolvente, levemente curvo em cada lateral. Esta 
configuração tem uma propriedade muito importante de manter uma relação de 
velocidade constante entre as duas engrenagens. Nela, a forma do dente de engrenagem 
evolvente compensa as diferenças. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tipos de Rodas dentadas: 
 
Há uma grande variedade de rodas dentadas. Em qualquer caso, o tamanho da 
engrenagem a ser utilizada é determinada pelas distâncias a partir do centro desta até ao 
ponto de contato. As engrenagens, também chamadas rodas dentadas, são elementos 
básicos na transmissão de potência entre árvores. Elas permitem a redução ou aumento 
do momento torsor, com mínimas perdas de energia, e aumento ou redução de 
velocidades, sem perda nenhuma de energia, por não deslizarem. A mudança de 
velocidade e torção é feita na razão dos diâmetros primitivos. Aumentando a rotação, o 
momento torsor diminui e vice-versa. Assim, num par de engrenagens, a maior delas 
terá sempre rotação menor e transmitirá momento torsor maior. A engrenagem menor 
tem sempre rotação mais alta e momento torsor menor. O movimento dos dentes entre si 
processa-se de tal modo que no diâmetro primitivo não há deslizamento, havendo 
apenas aproximação e afastamento. Nas demais partes do flanco, existe ação de 
deslizamento e rolamento. Daí conclui-se que as velocidades periféricas (tangenciais) 
dos círculos primitivos de ambas as rodas são iguais (lei fundamental do dentado). 
 A seguir veremos uma explicação sobre cada um dos principais tipos de rodas 
dentadas e algumas fuguras: 
 
Rodas dentadas Cônicas: 
 
São empregadas quando as árvores se 
cruzam; o ângulo de intersecção é 
geralmente 90°, podendo ser menor ou 
maior. Os dentes das rodas cônicas tem 
formato também cônico, o que dificulta 
a sua fabricação, diminui a precisão e 
requer uma montagem precisa para o 
funcionamento adequado. A 
engrenagem cônica é usada para mudar 
a rotação e a direção da força, em 
baixas velocidades. 
 
Rodas dentadas de dentes Retos: 
Os dentes são dispostos paralelamente entre si em 
relação ao eixo. É o tipo mais comum de engrenagem e 
o de mais baixo custo. É usada em transmissão que 
requer mudança de posição das engrenagem em serviço, 
pois é fácil de engatar. É mais empregada na 
transmissão de baixa rotação do que na de alta rotação, 
por causa do ruído que produz. 
Terminologia de Engrenagens de Dentes Retos. 
 As figuras a seguir mostra alguns dos termos utilizados em engrenagens de dentes retos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rodas dentadas com parafuso sem-fim: 
Engrenagens sem-fim são usadas quando grandes reduções de transmissão são 
necessárias. Esse tipo de engrenagem costuma ter 
reduções de 20:1, chegando até a números 
maiores do que 300:1. Muitas engrenagens sem-
fim têm uma propriedade interessante que 
nenhuma outra engrenagem tem: o eixo gira a 
engrenagem facilmente, mas a engrenagem não 
consegue girar o eixo. Isso se deve ao fato de que 
o ângulo do eixo é tão pequeno que quando a 
engrenagem tenta girá-lo, o atrito entre a 
engrenagem e o eixo não deixa que ele saia do 
lugar. Essa característica é útil para máquinas 
como transportadores, nos quais a função de 
travamento pode agir como um freio para a 
esteira quando o motor não estiver funcionando. 
 
 
Rodas dentadas Hipóides 
 
As engrenagens hipóides são uma variedade de engrenagens que, ao contrário das 
cônicas, os seus eixos não se cruzam. São empregadas para transmitir movimento e 
cargas elevadas entre eixos que não se cruzam. Podem ser de diversos tipos de dentados 
espirais. 
 
 
 
 
Roda dentada com Cremalheira 
 
É uma barra de dentes destinada a engrenagens. 
Assim pode se transformar um movimento de rotação 
em movimento retilineo ou vice-versa. 
 
 
Rodas dentadas Helicoidais: 
 
Os dentes são dispostos transversalmente em forma 
de hélice em relação ao eixo, não são alinhados com 
a direção axial dos elementos de transmissão. São 
utilizadas quando é necessário construir reduções 
que ocupem menor espaço axial e em transmissão 
fixa de rotações elevadas, por ser silenciosa devido a 
seus dentes estarem em componente axial de força 
que deve ser compensada por mancal ou rolamento. 
Serve para transmissão de eixos paralelos entre si e 
também para eixos que formam um ângulo qualquer 
entre si (normalmente 60 ou 90°). 
A primeira característica vem do fato de que a largura efetiva dos dentes é maior do que 
a de engrenagens cilíndricas de dentes retos e a segunda é devida ao engrenamento 
gradual dos dentes. 
A figura ao lado mostra um conjunto de 
redução com esse tipo de engrenamento. As 
engrenagens têm os dentes inclinados em 
sentido oposto uma da outra, para permitir 
o engrenamento sem que os dentes se 
cruzem. Se imaginarmos o conjunto em 
movimento, é fácil observar o 
engrenamento gradual. Considere a 
engrenagem da direita movendo a da 
esquerda: a parte do dente mais próxima da 
face frontal das engrenagens entra em 
contato primeiro e o restante do dente vai gradualmente entrando em contato com o 
resto do dente conjugado. Também é possível observar que o rolamento entre os dentes 
ocorre num plano inclinado em relação à face do conjunto. Assim, o perfil evolvente 
deve ser gerado em torno de um cilindro que também está inclinado em relação aos 
eixos das engrenagens. 
 
Importante: Engrenagens de dentes inclinados geram esforços axiais, já que o contato 
ocorre em um plano inclinado em relação ao eixo dos elementos. Para suportar esses 
esforços deve-se prever a utilização de 
mancais de escora ou mancais radiais, 
como os rolamentos de contato 
angular. Uma providência de projeto 
bastante comum é a montagem de uma 
redução com dois pares de 
engrenagens, cada conjunto gerandoesforços axiais em uma direção. Com 
engrenagens semelhantes, os esforços 
axiais resultantes serão mínimos. A 
figura ao lado mostra esse tipo de 
montagem.. 
Fresadoras e ferramentas de fresagem 
 
1 INTRODUÇÃO 
A usinagem representa papel fundamental nos processos de fabricação dos mais 
variados ramos da indústria mecânica. Dentre os diversos processos de usinagem, o 
fresamento constitui um dos mais importantes pela sua produtividade e flexibilidade . 
Os avanços tecnológicos nas áreas de ferramentas e equipamentos tornam o fresamento 
cada vez mais abrangente e competitivo, atingindo níveis de tolerâncias dimensionais 
cada vez mais exigentes. Além disso, os excelentes níveis de acabamento e a obtenção 
de geometrias complexas possibilitam a constante ampliação de sua aplicação na 
manufatura. A evolução dos materiais de corte e das máquinas possibilitaram a 
aplicação do corte a altas velocidades em produção, a partir da década de 1980. Desde 
então o uso do fresamento se difundiu principalmente em três áreas da manufatura: na 
fabricação de autopeças, na indústria aeroespacial e na produção de moldes e matrizes. 
Em todos eles o principal fator que impulsionou sua aplicação foi a redução de tempos 
de fabricação, seja do próprio processo de fresamento ou de processos de acabamento 
posteriores. 
O fresamento se difundiu, também pela redução dos tempos de usinagem, mas 
principalmente por que possibilitou o uso de ferramentas de diâmetros pequenos e 
conseqüentemente a obtenção de geometrias mais próximas da geometria final da peça. 
Isto possibilita reduzir ou eliminar a operação posterior de eletroerosão e também 
diminuir o tempo de polimento, ajustagem final. O desenvolvimento da tecnologia 
tornou possível a usinagem de materiais duros, dispensando etapas posteriores de 
tratamento térmico. Como conseqüência destes fatos, as aplicações foram 
impulsionadas pelos grandes volumes de fabricação, pelas necessidades especiais na 
usinagem de materiais endurecidos ou grandes volumes de remoção de material. 
Para estes casos foram concebidas máquinas especiais, com elevadas rotações de fuso e 
velocidades de avanço, atendendo às necessidades dinâmicas do processo. 
1. Objetivos da Pesquisa 
Relatar o processo de fresamento e explicar as ferramentas utilizadas durante o processo 
e sua constituição. 
2 FRESAMENTO: DEFINIÇÃO E CONTEXTO 
O fresamento é um processo de usinagem em que se utilizam ferramentas 
multicortantes, de geometria definida, sendo caracterizado pela rotação da ferramenta – 
movimento responsável pela principal componente do movimento de corte. 
O fresamento pode ser diferenciado dos demais processos de usinagem com rotação de 
ferramenta (furação, mandrilamento, rosqueamento, trepanação, entre outros) pela 
atuação simultânea de somente parte das arestas de corte (corte interrompido) e pelo 
deslocamento tanto da ferramenta quanto da peça durante a operação de corte. A maior 
quantidade de eixos de movimentação possíveis de ser implantados em um equipamento 
lhe confere grande flexibilidade, quando comparado a outros processos de usinagem. 
Desta forma, o fresamento é utilizado na usinagem de peças das mais variadas 
geometrias e tamanhos, na fabricação de peças com complexidade e obtendo níveis de 
tolerância e acabamento superficial cada vez melhor, à medida que as máquinas e 
ferramentas evoluem. 
As altas taxas de remoção de material e a flexibilidade do processo fazem do fresamento 
um dos processos mais importantes para a fabricação de componentes mecânicos. 
A ferramenta de corte usada no fresamento é chamada de fresa e as arestas de corte são 
chamadas de dentes. A máquina que tradicionalmente executa a operação de fresamento 
é chamada de fresadora. A maioria das superfícies geradas pelo fresamento são 
superfícies plana. Entretanto, com a combinação dos movimentos de avanço (percurso 
da ferramenta) e da forma da ferramenta, superfícies complexas podem ser obtidas. 
Devido à variedade de superfícies possíveis e às altas taxas de remoção de material, 
fresamento é o processo mais versátil dentre os processos de usinagem, sendo 
amplamente utilizado na usinagem dos mais variados materiais. 
No fresamento o processo de corte é interrompido, isto é, o dente da fresa entra e sai da 
peça a cada revolução da ferramenta o que sujeita os dentes a um ciclo de forças de 
impactos e cargas térmicas a cada rotação, necessitando de ferramentas com 
características adequadas, máquinas e sistemas de fixação de elevada rigidez. 
Existem várias maneiras de diferenciar e classificar os diferentes tipos de fresamento. 
Os tipos fundamentais são o fresamento tangencial, ou periférico, e o fresamento 
frontal, ou faceamento. Esta caracterização é freqüentemente utilizada para diferenciar 
as operações básicas de fresamento. Outros tipos de fresamento são variantes ou podem 
ser considerados combinação deles. Como exemplo pode ser citado a geração de 
engrenagens, o fresamento de canais, entre outros. 
 
(a) tangencial (b) faceamento 
Figura 2 – Movimento de corte 
Existem duas técnicas fundamentais de fresamento. De acordo com sentido de rotação 
em relação ao movimento de avanço ele pode ser classificado em fresamento 
concordante ou fresamento discordante. 
2.1 Fresamento concordante 
No fresamento concordante, ou para baixo, os movimentos de corte e avanço têm 
aproximadamente o mesmo sentido. A característica principal desta técnica é que a 
ferramenta empurra a peça contra a mesa da máquina, sendo recomendado no caso de 
fixação deficiente. 
O principal inconveniente de sua aplicação é que há uma componente que empurra a 
peça contra a ferramenta, gerando solavancos e vibrações que impossibilitam a 
aplicação no caso de folgas no fuso das máquinas. Em contra partida, o início do 
contato da ferramenta com a peça ocorre na porção mais larga do cavaco, evitando o 
desgaste excessivo do flanco da ferramenta. A desvantagem é que na usinagem de 
materiais fundidos as inclusões e irregularidades superficiais podem levar à redução da 
vida da ferramenta 
. 
2.2 Fresamento discordante 
No fresamento discordante ou convencional, o sentido do movimento de corte é 
contrário ao avanço, sendo favorável na aplicação em máquinas com folga. A 
ferramenta tende a levantar a peça, exigindo sistemas de fixação mais rígidos. O corte se 
inicia na espessura mínima do cavaco causando desgaste excessivo da aresta de corte 
pelo recalcamento do material antes do início do corte. Por estes motivos, não é 
recomendado seu uso em operações de fresamento HSC. Ele é vantajoso no caso da 
usinagem de materiais com cascas endurecidas e inclusões superficiais, pois o corte se 
inicia na parte já usinada da peça. 
 
Figura 2.1 – Fresamento concordante e discordante 
2.3 ACABAMENTO Igualmente a outras operações de usinagem, as operações de 
fresamento podem ser subdivididas em fresamento de desbaste e acabamento. As 
operações de desbaste têm o objetivo principal de obter a máxima taxa de remoção de 
material, sem preocupação especial com o nível de acabamento superficial obtido. As 
profundidades de corte também são geralmente maiores do que nas operações de 
acabamento. Normalmente, são empregadas ferramentas mais robustas para resistir à 
elevada força de corte e evitar o desgaste prematuro. As ferramentas usadas em 
operações de acabamento geralmente têm ângulos de corte positivos para reduzir as 
forças de corte e obter melhor acabamento superficial. A geometria mais aguda faz com 
que elas sejam mais frágeis do que as ferramentas de desbaste. Em geral, o acabamento 
utiliza menores profundidades de corte e são empregadas maiores velocidades de corte 
paraobter o melhor acabamento e chegar à geometria e às dimensões finais da peça. 
Em algumas operações são feitos passes de usinagem intermediária definidos como 
operações de semi-acabamento para melhorar a geometria e o acabamento da peça e 
obter, no passe final de acabamento, melhores resultados. 
3 FRESORA: DEFINIÇÃO, CARACTERÍSTICAS, CONSTITUIÇÃO E 
FUNCIONAMENTO. 
Máquina de fresar, ou fresadora – como geralmente é chamada –, é uma máquina de 
movimento contínuo, destinada à usinagem de materiais por meio de uma ferramenta de 
corte chamada fresa. Permite realizar operações de fresagem de superfícies das mais 
variadas formas: planas, côncavas, convexas e combinadas. 
 
Figura 3 – Fresagens 
A fresadora é constituída das seguintes partes principais: corpo, eixo principal, mesa, 
carro transversal, suporte da mesa, caixa de velocidade do eixo principal, caixa de 
velocidade de avanço, torpedo. 
Figura 3.0.1 – Fresadora 
O corpo é uma espécie de carcaça de ferro fundido, de base reforçada e geralmente de 
forma retangular, por meio do qual a máquina se apóia ao solo. É a parte que serve de 
sustentação dos demais órgãos da fresadora. 
Eixo principal é um dos órgãos essenciais da máquina, uma vez que é ele que serve de 
suporte à ferramenta e lhe dá movimento. Este eixo recebe o movimento através da 
caixa de velocidades, como a cadeia cinemática da figura abaixo. 
3.1 CARACTERÍSTICAS 
O fato da ferramenta de trabalho da fresadora ser de fios múltiplos e se poder montar, 
no eixo porta-fresas, combinações de fresas de diferentes frmar, confere a esta máquina 
características especiais e uma vantagem sobre outras máquinas-ferramentas, como o de 
poder realizar uma grande variedade de trabalhos em superfícies situadas em planos 
paralelos, perpendiculares, ou formando ângulos diversos; construir ranhuras circulares, 
elípticas com rapidez e precisão. 
3.2 Classificação 
A orientação do eixo principal com respeito à superfície da mesa determina uma 
classificação ou tipo de fresadoras. Daí recebe a denominação de: 
3.2.1 Fresadora horizontal 
Se o eixo principal está orientado paralelamente à superfície da mesa. 
 
Figura 3.2.1 – Fresadora horizontal 
3.2.2 Fresadora vertical 
Se o eixo principal está orientado perpendicularmente à superfície da mesa. 
 
Figura 3.2.2 – Fresadora Vertical 
3.2.3 Fresadora mista 
Quando, auxioliando-se com acessórios, o eixo principal pode orientar-se nas duas 
posições precedentes. 
 
Figura 3.2.3 – Fresadora Mista 
3.2.4 Fresadora Universal 
Por suas características será objeto de estudo em outra folha. 
3.2.5 Fresadora Especiais 
Existe uma grande variedade de tipos especiais de fresadoras, como: fresadoras 
copiadoras, cortadoras de rodas dentadas, e outras que se destinam a trabalhos muito 
específicos. 
4 FRESA: DEFINIÇÃO, CARACTERÍSTICAS E CONTEXTO Na fresagem, usa-
se uma ferramenta multicortante chamada de fresa que retira cavacos por meio de 
movimentos circulares enquanto a peça se desloca com movimentos retilíneos. As 
fresas são ferramentas que cortam através do fio de seus dentes, quando estão animadas 
de um movimento de rotação. 
As fresas, em geral, estão constituídas por um corpo de rotação na periferia, na qual se 
acham os dentes talhados no próprio material ou postiços. Destacaremos alguns 
aspectos de suas formas. 
O corpo pode ser cilíndrico, cônico, esférico, ou de combinações de formas (fig. A, b e 
c). Constroem-se de aço rápido e excepcionalmente de aço ao carbono. 
As fresas de grande diâmetro podem ter o corpo de aço ao carbono e os dentes postiços 
de aço rápido ou calçados com pastilhas de carboneto. Nos corpos distinguem-se as 
superfícies laterais e as frontais. 
Para cortar o material, os dentes da fresa tem forma de cunha que apresentam os 
seguintes ângulos: 
Ângulo de saída: Υ 
Ângulo de cunha: β 
Ângulo de folga: α 
 
Figura 4 – Fresa I 
O ângulo de cunha (β) é aquele que dá à ferramenta maior ou menor resistência à 
quebra. Isso significa que, quanto maior é o ângulo de cunha mais resistente é a fresa. 
De acordo com o ângulo de cunha (β), as fresas são classificadas em W, N e H. 
A escola do ângulo adequado está relacionada com o material e o tipo de peça a ser 
usinada. Assim, para materiais não-ferrosos de baixa dureza, com o alumínio, o bronze, 
o plástico, etc., as fresas do tipo W são empregadas por terem um ângulo de cunha 
menor (β= 57º). 
 
Figura 4.0.1 – Fresa II 
Para a fresagem de materiais de dureza media, como aço até 700 N/mm², empregam-se 
as fresas do tipo N, que tem ângulo de cunha de valor médio (β=73º). 
 
Figura 4.0.2 – Fresa III 
Finalmente, para fresar materiais duros e quebradiços e aços com mais de 700 N/mm², 
emprega-se a fresa do tipo H, que tem ângulo β= 81º. 
 
Figura 4.0.3 – Fresa IV 
4.1 TIPOS DE FRESA 
Existem muitos tipos de fresas classificadas de acordo com critérios como operações 
que realizam, formato e disposição dos dentes. Assim, temos: 
4.1.1 Fresas planas 
São fresas usadas na usinagem de superfícies planas, na abertura de rasgos e canais. As 
ilustrações a seguir mostram fresas planas. 
 
Figura 4.1.1 - Fresa cilíndrica tangencial 
 
Figura 4.1.2 - Fresa de topo para mandril com chaveta transversal e longitudinal