Uma fresa é uma ferramenta rotativa usada em operações de fresamento, apresentando uma ou mais arestas de corte, usada principalmente para usinar planos, degraus, ranhuras, formar superfícies e cortar peças em fresadoras. Com base em diferentes padrões de classificação, as fresas podem ser divididas em vários tipos.
Em primeiro lugar, categorizadas por uso, as fresas podem ser divididas em três tipos principais: fresas para usinagem de planos, para usinagem de canais e para usinagem de superfícies de conformação. Esta classificação concentra-se nos campos de aplicação das fresas.
Em segundo lugar, do ponto de vista estrutural, as fresas podem ser divididas em fresas cilíndricas, fresas de facear, fresas de três faces, tipo de dente soldado integral e tipo intercambiável, entre outros. Essas categorias refletem as diferentes características estruturais e processos de fabricação das fresas.
Além disso, com base na forma do dente da fresa, ela pode ser dividida em dentes retos e dentes espirais. Esta classificação é baseada no formato de distribuição dos dentes da fresa, que afeta a eficiência de corte e a qualidade da peça durante o processo de fresamento.
Além disso, existem fresas especialmente projetadas para requisitos específicos de processamento, como fresas de engrenagens. São ferramentas especiais para fresamento de engrenagens evolventes e, de acordo com seu formato, podem ser divididas em fresas de engrenagens tipo disco e fresas de engrenagens tipo dedo. Isso demonstra o profissionalismo e a diversidade das fresas em campos de processamento específicos.
Padrões de classificação para fresas
Os padrões de classificação para fresas incluem principalmente o formato da lâmina, a direção dos dentes, o formato da parte posterior do dente e a estrutura. As seções a seguir detalham essas classificações e suas vantagens e desvantagens.
Pelo formato da lâmina:
Com base no formato da lâmina, as fresas podem ser classificadas em fresas planas, fresas de ponta esférica e fresas circulares. Este método de classificação facilita a seleção do tipo apropriado de fresa para diferentes requisitos de usinagem.
Pela direção dos dentes:
Elas são classificadas em fresas de dentes retos e fresas de dentes espirais. As fresas de dentes retos são adequadas para usinar superfícies planas ou canais, enquanto as fresas de dentes espirais são mais adequadas para usinagem de perfis complexos, pois proporcionam melhor adaptabilidade à curvatura.
Pelo formato do dente posterior:
Eles são classificados em fresas de dentes pontiagudos e fresas de dentes pá. As fresas de dentes pontiagudos são adequadas para usinagem em alta velocidade devido à sua menor resistência ao corte; As fresas com dentes de pá são adequadas para cortes pesados, pois podem suportar forças de corte mais altas.
Por estrutura:
Eles são classificados em tipos integrais, soldados, com inserção de metal duro e intercambiáveis. As fresas integrais possuem estrutura simples e menor custo, mas sua durabilidade não é tão boa quanto os outros tipos; fresas soldadas apresentam melhor desempenho em termos de durabilidade e resistência, mas com custo mais elevado; as fresas com inserção de metal duro prolongam sua vida útil, substituindo os dentes, tornando-as adequadas para produção em massa; as fresas intercambiáveis oferecem a mais alta flexibilidade e economia, pois permitem aos usuários substituir dentes específicos conforme necessário.
Tipos de ferramentas de fresagem
Para tornar o fresamento um processo de usinagem versátil, existe uma grande variedade de fresas disponíveis no mercado. Esses cortadores vêm em diferentes tamanhos, formatos e materiais. Algumas fresas são feitas de aço rápido (HSS), enquanto outras são feitas com pontas de metal duro.
1. Fresa final:
A fresa de topo é uma ferramenta de corte que possui dentes em ambos os lados. Esta ferramenta é versátil e pode ser usada para uma variedade de operações de perfuração. O termo “fresa de topo” é comumente usado para ferramentas de fundo plano.
Ao contrário de uma broca, que corta apenas na direção axial, a fresa de topo é capaz de cortar em todas as direções. A fresa de topo normalmente possui uma ou mais ranhuras para remoção de cavacos e é usada para várias operações de fresamento. É feito de aço rápido ou material endurecido.
Existem duas variações de fresa de topo: uma com arestas de corte em ambos os lados, conhecida como corte central, e outra com aresta de corte em apenas um lado, denominada aresta de corte não central.
2. Fresa de desbaste:
A fresa Rough End Mill também é conhecida como fresa “Pippa”. Essas fresas de topo oferecem excelente desempenho mesmo sob condições operacionais adversas. Eles são usados para remover uma quantidade substancial de material da peça de trabalho. Essas ferramentas normalmente têm dentes mais ondulados e resultam em um acabamento superficial áspero com a produção de cavacos menores.
3. Fresa periférica:
Quando os dentes cortantes da fresa estão localizados na circunferência ou periferia do disco, eles são chamados de fresas periféricas ou circunferenciais. Esses tipos de fresas só podem ser usados em fresadoras horizontais.
4. Fresa lateral:
A fresa lateral é um tipo de ferramenta de fresagem com dentes cortantes presentes tanto na periferia quanto na face ou extremidade. É normalmente usado para operações de fresamento lateral, frontal e para corte de canais. Eles também são eficazes na criação de sulcos profundos e estreitos.
5. Fresa de facear:
A fresa frontal é composta por um corpo de corte de grande diâmetro com múltiplas lâminas fixadas mecanicamente. Através do seu curso de corte e cortes radiais profundos e axiais estreitos, pode remover uma grande quantidade de material indesejado.
O diâmetro do corpo da fresa de facear normalmente depende do comprimento da peça de trabalho e da folga disponível em ambos os lados.
Esta ferramenta de corte também pode ser usada para operações de fresamento de perfil e é conhecida por sua rigidez. O acabamento superficial produzido pela fresa de facear depende da taxa de avanço e do número de dentes da ferramenta.
6. Fresa côncava:
A Fresa Côncava pertence à categoria de fresas formadoras. Estas são ferramentas especialmente fabricadas, projetadas para criar formas específicas na peça de trabalho. A Fresa Côncava é projetada especificamente para corresponder à superfície convexa de um perfil circular, que geralmente é igual ou menor que um semicírculo.
7. Ferramenta Woodruff:
As ferramentas de corte “Woodruff” são normalmente usadas para cortar rasgos de chaveta em materiais de madeira. A borda da ferramenta tem formato ligeiramente côncavo e seus dentes não são projetados para corte lateral. A ferramenta possui dois tipos de perfil de dente: dentes retos e dentes escalonados.
8. Fresa de rosca:
Uma fresa de rosca é uma ferramenta de corte usada para cortar o perfil do dente da rosca externa e interna de uma peça de trabalho. É capaz de processar roscas de passo único e variável variando de M2 a 1 mm de diâmetro nominal.
9. Fresa de ponta esférica:
As fresas de topo esférico, também conhecidas como fresas de ponta esférica, são nomeadas por suas extremidades de corte hemisféricas. Eles são usados para reduzir a concentração de tensão durante a operação e normalmente são adequados para usinar formas superficiais tridimensionais de peças de trabalho.
10. Cortador Voador:
O cortador voador é composto por um corpo principal com uma ou duas cabeças de corte inseridas. À medida que a cabeça do cortador gira, ela pode fazer cortes mais estreitos ou mais largos. Embora as fresas de facear sejam mais comumente usadas em vários casos, elas também são mais caras.
As fresas voadoras, por outro lado, podem realizar as mesmas tarefas de processamento que as fresas de facear, mas a um custo menor. No entanto, sua eficiência de corte é significativamente menor em comparação com fresas de facear.
O que é uma ferramenta de fresagem?
A fresa desempenha um papel importante na fresadora. É uma ferramenta rotativa com um ou mais dentes para fresamento.
Durante a operação, cada dente da fresa corta uma parte da peça de trabalho.
A fresa é usada principalmente para tarefas como fresamento de superfícies planas, degraus, ranhuras, conformação de formas e corte de peças de trabalho.
Significado das ferramentas de fresamento
Em operações típicas de fresamento, a ferramenta na fresadora se move perpendicularmente ao seu próprio eixo, removendo assim o excesso de material da peça ao redor da ferramenta.
A fresadora é um dispositivo amplamente utilizado, capaz de realizar uma variedade de operações de usinagem. É utilizada para processar e fabricar peças de diversos formatos e tamanhos, sendo a fresa uma ferramenta fundamental na realização dessas tarefas.
Considerações materiais
Ao selecionar uma fresa, é fundamental considerar o material do qual ela é feita. Diferentes materiais atendem a diversas aplicações e possuem propriedades únicas. A seguir são discutidos quatro materiais principais comumente usados em fresas: aço rápido, metal duro, cobalto e diamante.
Aço de alta velocidade
O aço rápido (HSS) é um material amplamente utilizado para fresas. O HSS oferece resistência ao desgaste e velocidades de corte razoáveis para uma variedade de aplicações. Devido à sua versatilidade, menor custo e facilidade de fabricação, as fresas HSS são uma escolha popular, especialmente para aplicações menos exigentes ou operações de pequena escala.
Carboneto
As fresas de metal duro são compostas de um composto duro, geralmente carboneto de tungstênio, e um aglutinante metálico. Eles oferecem maior resistência ao desgaste e velocidades de corte em relação ao HSS. Embora as fresas de metal duro tendam a ser mais caras, sua durabilidade e eficiência as tornam adequadas para produção em alto volume e usinagem de materiais mais duros. Algumas propriedades principais das fresas de metal duro incluem:
- Alta resistência ao desgaste
- Taxas de corte mais rápidas
- Maior vida útil da ferramenta
- Acabamento superficial melhorado
Cobalto
As fresas de cobalto contêm uma quantidade significativa de cobalto, aumentando sua dureza e resistência ao desgaste em comparação com as fresas HSS padrão. Essas fresas são adequadas para usinar materiais mais tenazes, como aço inoxidável e ligas de alta temperatura. Embora as fresas de cobalto não sejam tão resistentes ao desgaste quanto as de metal duro, elas oferecem um excelente equilíbrio entre desempenho e custo, tornando-as uma escolha confiável para muitas aplicações.
Diamante
As fresas diamantadas são outra opção de alto desempenho, feitas de diamante policristalino (PCD) ou diamante natural. Essas fresas apresentam dureza e resistência ao desgaste excepcionais, permitindo-lhes sustentar arestas de corte afiadas por um longo período. As fresas diamantadas são ideais para:
- Usinagem de materiais altamente abrasivos
- Proporcionando um acabamento superficial superior
- Alcançando tolerâncias rigorosas
No entanto, as fresas diamantadas têm um custo mais elevado em comparação com outros materiais e geralmente não funcionam bem durante a usinagem de materiais ferrosos. Essa limitação se deve ao carbono encontrado nos materiais ferrosos, que forma carbonetos duros e reduz a eficácia da fresa.
Ao compreender as qualidades dos diferentes materiais, uma decisão informada pode ser tomada ao selecionar fresas para aplicações específicas.
Princípio de seleção da fresa
1. Seleção do diâmetro da fresa
A seleção do diâmetro da fresa pode variar muito com base no produto específico e no lote de produção. A escolha do diâmetro da ferramenta depende principalmente das especificações do equipamento e do tamanho da peça a ser usinada.
Fresa plana
Ao selecionar o diâmetro da ferramenta de fresamento frontal, é importante considerar que a potência exigida pela ferramenta deve estar dentro da faixa de capacidade de potência da máquina-ferramenta. Alternativamente, pode ser selecionado com base no diâmetro do fuso da máquina-ferramenta.
Um método comumente usado para determinar o diâmetro da fresa de facear é usar a fórmula D = 1,5d, onde d é o diâmetro do fuso.
Para produção em massa, o diâmetro da ferramenta também pode ser selecionado com base em 1,6 vezes a largura da peça a ser cortada.
Esegundo moinho
A seleção do diâmetro da fresa de topo deve considerar principalmente os requisitos de tamanho de processamento da peça de trabalho para garantir que os requisitos de potência da fresa estejam dentro da faixa de potência nominal da máquina-ferramenta.
Para fresas de topo de pequeno diâmetro, a principal preocupação deve ser se as rotações máximas da máquina-ferramenta podem atingir a velocidade mínima de corte da ferramenta (60m/min).
Para fresas para ranhurar, o diâmetro e a largura devem ser selecionados com base no tamanho da peça que está sendo usinada, garantindo que a potência de corte permaneça dentro da faixa de potência permitida da máquina-ferramenta.
2. Seleção da lâmina da fresa
a. Para o acabamento, é melhor usar uma lâmina de esmeril. Este tipo de lâmina possui boa precisão dimensional, o que garante a precisão de posicionamento da aresta de corte, proporcionando melhor precisão de usinagem e rugosidade superficial.
b. Para usinagem de desbaste, é melhor usar uma lâmina de prensagem, o que reduz o custo de processamento. Embora a precisão dimensional e a nitidez de uma lâmina de prensagem sejam piores do que as de uma lâmina de desbaste, sua resistência de borda é melhor. É resistente a impactos durante a usinagem de desbaste e pode lidar com grandes profundidades de corte e altos avanços.
c. Lâminas de ancinho grandes e afiadas são ideais para fresar materiais viscosos, como aço inoxidável. A lâmina afiada reduz o atrito entre a lâmina e a peça de trabalho, permitindo que os cavacos saiam da frente da lâmina mais rapidamente durante o processo de corte.
3. Seleção da lâmina da fresa
(a) O número de dentes deve ser considerado ao selecionar uma fresa. O tamanho do passo do dente determinará o número de dentes do cortador envolvidos no corte ao mesmo tempo e afetará a suavidade do corte e os requisitos para a velocidade de corte da máquina-ferramenta. As fresas de dente desbaste são usadas principalmente para usinagem de desbaste devido à sua grande ranhura para remoção de cavacos. A carga de corte por dente de uma fresa de dentes grossos é maior do que a de uma fresa de dentes densos na mesma taxa de avanço.
(b) Para fresamento de acabamento, com uma profundidade de corte rasa de geralmente 0,25-0,64 mm, é recomendado selecionar uma fresa de dente denso.
(c) Durante o fresamento de desbaste pesado, a força de corte excessiva pode causar trepidação em máquinas-ferramentas com baixa rigidez, causando colapso da borda das lâminas de metal duro e encurtando a vida útil da ferramenta. Usar uma fresa de dente grosso pode reduzir a necessidade de energia da máquina-ferramenta. Assim, quando o tamanho do furo do fuso é pequeno (como furos cônicos R8, 30#, 40#), fresas de dente áspero podem ser usadas efetivamente para fresamento.
Últimas tendências tecnológicas em fresas
Os mais recentes desenvolvimentos tecnológicos em fresas concentram-se principalmente nas seguintes áreas:
Inovação na composição de materiais: Um dos avanços recentes na tecnologia de brocas de topo é a inovação na engenharia de materiais, particularmente o uso de grãos de metal duro ultrafinos. Isso ajuda a melhorar o desempenho e prolongar a vida útil da ferramenta.
Avanços na tecnologia de revestimento: Inovações na seleção de materiais, design de ferramentas e tecnologia de revestimento aumentarão ainda mais o desempenho das fresas.
Aprimoramento em formas geométricas: A progressão da tecnologia de brocas para fresas de topo também inclui melhorias nas formas geométricas para melhorar o desempenho e prolongar a vida útil da ferramenta.
Aplicação de Fresadoras CNC e Desenvolvimento Rumo à Inteligência e Digitalização: O uso de fresadoras CNC não apenas aumenta a eficiência da fabricação e a qualidade do produto, mas também impulsiona a indústria em direção à inteligência e à digitalização. Isto sugere que a evolução da tecnologia de fresas se adaptará a essas tendências.
Demanda de mercado impulsionada pelo rápido desenvolvimento em novos campos industriais: O rápido crescimento em alguns setores industriais emergentes traz novas demandas de mercado para fresas, provocando inovações constantes na tecnologia de fresas para atender a essas necessidades.
Conclusão
Ao escolher uma fresa para uma fresadora CNC ou uma fresadora convencional, é importante considerar vários fatores, como o material e a dureza da peça e as especificações da fresa, como comprimento da aresta de corte, comprimento da ferramenta, diâmetro da aresta de corte e diâmetro da haste. As fresas de aço rápido são normalmente usadas com fresadoras convencionais, enquanto as fresas de metal duro são preferidas para uso com fresadoras CNC.
