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1- Fresagem
É o processo de usinagem com retirada de cavacos que permite modificar a superfície das peças. Para tanto emprega-se uma ferramenta multicortante (fresa) que gira enquanto a peça se desloca segunda uma trajetória qualquer (Fig.1).
2- Método de ação da fresa
A fresa é uma ferramenta que possui vários dentes cortantes e que retira os cavacos por meio de movimentos circulares (Fig.2), para cortar o material, os dentes da fresa têm a forma de uma cunha. Os ângulos da fresa dependem do material e da peça a usinar (Fig.3).
As fresas com grande números de dentes têm a vantagem de reduzir a força de corte por dente, porém não permitem grandes retiradas de cavacos, ( Fig.4).
Fig.4- Grande número de dentes
TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL
PROCESSOS INDUSTRIAIS
FRESAGEM
Professor Me. Claudemir Claudino Alves
Fig.1 - Fresadora
Fig.2 – Método de ação da fresa
Fig 3 – Fresas quanto aos ângulos
As fresas com poucos dentes são aplicadas geralmente em materiais moles e, pela própria construção, podem retirar um maior volume de cavacos (Fig.5)
De acordo com o método de ação da fresa, podemos ter uma fresagem tangencial ou frontal, com movimentos discordantes ou concordantes
Fresagem tangencial
Nesse tipo de fresagem, o eixo da fresa é paralelo à superfície que está sendo usinada (Fig.6). O cavaco formado tem a forma de uma vírgula. A fresagem tangencial exige um grande esforço da máquina e da fresa. No acabamento superficial não se consegue baixa rugosidade.
Fig.5- Poucos dentes Fig.6- Fresagem tangencial
Fresagem frontal
Na fresagem frontal o eixo da fresa é prependicular à superfície a ser usinada (Fig.7)
Fig.7- Fresagem frontal
O cavaco possui uma espessura regular e a máquina é pouco exigida, porque a força é distribuída em vários dentes em processo contínuo.
O acabamento superficial é melhor do que o conseguido com a fresagem tangencial, e o volume de cavaco retirado por tempo, bem maior.
Movimento discordante
O avanço da peça é contrário ao sentido ao sentido de rotação da fresa (Fig.8). Pode ser aplicado em qualquer tipo de máquina. Em virtude da maior espessura do cavaco na saída do dente, e das vibrações conseqüentes, não se consegue bom acabamento. O volume de cavaco retirado por tempo é pequeno
Movimento concordante
O avanço da peça tem o mesmo sentido da rotação da fresa (Fig.9).
O corte do material é mais acentuado no início, o que oferece um melhor acabamento do que o conseguido com o movimento discordante.
Fig.12 – Fresadora horizontal
Quando nas produções em série surgem peças de grande comprimento que requerem fresagem, utilizam-se os modelos da figura13, conforme as operações necessárias.
Fig.13- Fresadoras horizontais
Fresadora vertical
Esse tipo de fresadora, pouco versátil, presta-se a execução de trabalhos em peças de grande altura (Fig.14). Trabalha normalmente com fresas frontais, executando trabalhos de usinagem em vários ângulos, visto que seu cabeçote pode assumir posicionamentos angulares (Fig.15).
Fig.14- Fresadora vertical Fig.15- Usinagem em ângulo
4- Aparelho divisor
Quando se usinam peças cujas secções têm a forma de polígonos regulares, como quadrados, hexágonos, etc., ou executam-se sulcos regularmente espaçados como nas engrenagens, utiliza-se divisores simples (Fig.16), que fazem as divisões diretas em função do disco divisor. O número de divisões executadas pode ser igual ao existente no disco ou múltiplo deste.
O s divisores universais (Fig.17a e 17b) podem executar um grande número de divisões diretas ou indiretas em função da relação n=40/N, onde N é o número de divisões desejado e 40 é a relação entre o pinhão e a coroa, ou seja, para 40 voltas no pinhão, a peça dá uma volta completa. E n é o número de voltas necessárias.
Fig.16-Divisor simples Fig.17a-Divisor universal Fig.17b-Divisor universal
Os exemplos seguintes mostram como efetuar divisões em peças.
5- Engrenagem
Uma das operações mais impotantes das fresadoras é a usinagem de engrenagens. A partir disso, há a necessidade de conhecermos a geometria de seus dentes e a forma de obtê-los.
São formados por rodas dentadas (Fig.18) e constituem um meio importante de transmissão de movimentos de rotação entre dois eixos, de modo direto e exato, sem deslizamento. As engrenagens mais usuais são: cilíndricas retas, cônicas, helicoidais e helicoidais com parafuso sem-fim.
Fig.18- Engrenagem cilíndrica reta
Tabela 2- Fórmulas para engrenagens de dentes retos – módulo (m)
Tabela 3- Jogo de fresas até módulo m = 10mm
Tabela 4- Para execução das engrenagens acima do módulo 10, o jogo de 15 fresas é assim fornecido.
Elementos de corte
Velocidade de corte e rpm
Diversas máquinas apresentam ábacos de construção logarítmica ou polar.
Os elementos de corte Vc e n em função do diâmetro da fresa podem ser determinados pela fórmula à direita:
Ou ainda, através dos ábacos apresentados pelas figuras 21 e 22. Para determinarmos n , basta apenas traçar as coordenadas Vc e D e o ponto de encontro nos fornece a faixa de rotação n que se deve colocar na máquina.
Fig.22- Ábaco B
Fig.21- Ábaco A
Avanço de corte
O avanço na fresagem caracteriza-se em milímetros por rotação (a), milímetros por dente (az) ou milímetros por minuto (a 1 ).
Sendo: az = avanço do dente
Z = Número de dentes da fresa
a = avanço por rotação
n = rotação da fresa
A tabela 6, recomenda os valores dos avanços por dente, considerando a fresa e o material para passes com profundidade de 3mm.
Tabela 6- Tabela de avanço por dente da fresa
Quando desejamos dar passes com profundidades superiores ou inferiores a 3mm é necessário diminuir ou aumentar na mesma proporção o valor do avanço obtido na tabela.
Exemplo: Se desejamos dar um passe de 6mm de profundidade, o avanço lido na tabela (0,02) deverá ser reduzido à metade (0,01).
O avanço por dente é dado para obter um acabamento uniforme com várias fresas diferentes e para obter a força do corte nas cunhas da fresa.
Tempo de corte
Na fresagem, o tempo de corte (Tc) pode ser calculado aplicando-se basicamente a fórmula já conhecida:
Temos que:
Se necessitarmos do avanço em [mm/min] basta multiplicar por n [rpm] da fresa:
Onde:
L = l + ea + cp
L = curso completo da ferramenta
ea = espaço anterior
ep = espaço posterior
l = comprimento da peça
Os espaços ea e ep poderão ser calculados a partir de fórmulas trigonométricas (Fig.23), obtidas por ocasião do ajuste da máquina ou por tabelas específicas.
Exemplo: Figura 24
Fig. 23 – Curso da ferramenta
Fig.24- Exemplo
6 - Exemplos de divisões diretas:
Como proceder para fresar um quadrado de 25mm inscrito em um círculo?
Para fresar um quadrado utilizando um disco de 24 furos.
- Sempre o número de furos do disco deve ser múltiplo do número de faces a serem fresadas no caso do quadrado que tem quatro faces, foi escolhido um disco de 24 furos que é múltiplo de 4.
Utiliza-se a fórmula:
Para se calcular o diâmetro mínimo de um círculo onde possa ser executado o quadrado, sendo a , a hipotenusa de um triângulo retângulo, c e b os catetos, podemos calcular através de Pitágoras.
Calculando a profundidade de corte para executar o quadrado.
E = número de furos a deslocar
D = número de furos da placa divisora
N= divisões a efetuar
E = D/N E = 24/4 E = 6 PORTANTO: TEREMOS DE DESLOCAR PARA USINAR CADA FACE, 6 FUROS EM UM DISCO DE 24 FUROS.
O diâmetro mínimo da peça para se conseguir fresar um quadrado de 25mm é de 35,35mm.
a = profundidade de corte
D = Diâmetro do material
d = medida do quadrado
Medição da primeira face usinada.
7 - Exemplos de divisões indiretas:
Definição de módulo: é o cociente resultante da divisão do diâmetro primitivo pelo número de dentes, é sempre expresso em mm, o cálculo do módulo fornece todas as dimensões da engrenagem, o módulo é normalizado e expresso com números inteiros ou decimais, o módulo é cada parte do diâmetro primitivo.
Exemplo de execução de duas engrenagens de uma de 25 dentes e outra de 60 com as duas com módulo 2.
- Cálculo do diâmetro primitivo das engrenagens.
- Cálculo do diâmetro externo das engrenagens.
- Cálculo do comprimento dos dentes.
De acordo com a ABNT o comprimento dos dentes oscila de 6 a 10 vezes o módulo, na prática é usual trabalhar co 8 vezes o módulo.
- Cálculo da altura dos dentes – (quanto à ferramenta deverá ser aprofundada para executar os dentes).
A medida de 30,5 – é formada pela metade da medida da peça que é de Ø 36mm, mais a metade da medida do quadrado de 25mm.
h = 2,166 x m h = 2,166 x 2 h = 4,332mm
