01 Fresamento de aço
A usinabilidade do aço é influenciada por vários fatores, como elementos de liga, tratamento térmico e processos de fabricação como forjamento e fundição.
Ao trabalhar com aços de baixo carbono mais macios, o principal desafio é o desenvolvimento de arestas postiças e rebarbas na peça de trabalho.
Ao usinar aço mais duro, é crucial posicionar cuidadosamente a fresa em relação à peça de trabalho para evitar tombamento da ferramenta.
Para otimizar o processo de fresamento de peças de aço, é aconselhável ajustar a posição da fresa para evitar cavacos grossos quando a ferramenta estiver retraída.
Além disso, é importante considerar o corte a seco como uma opção, principalmente durante a usinagem em desbaste, e evitar o uso de fluido de corte.
02 Fresamento de aço inoxidável
O aço inoxidável pode ser classificado em três tipos principais: aço inoxidável ferrítico/martensítico, aço inoxidável austenítico e aço inoxidável duplex (austenítico/ferrítico). Cada tipo tem suas recomendações exclusivas de fresamento.
1) Fresamento de aço inoxidável ferrítico/martensítico
Classificação de materiais: P5.x
A usinabilidade do aço inoxidável ferrítico é semelhante à do aço de baixa liga, portanto as recomendações de fresamento de aço podem ser aplicadas.
O aço inoxidável martensítico, por outro lado, apresenta maior desempenho de endurecimento e requer uma força de corte relativamente alta durante a usinagem.
Para obter os melhores resultados, é essencial usar o caminho correto da ferramenta e o método de corte em arco, e uma velocidade de corte Vc mais alta para superar o efeito de endurecimento por trabalho.
Maior segurança pode ser garantida usando velocidades de corte mais altas, materiais mais resistentes e arestas de corte aprimoradas.
2) Fresamento de aço inoxidável austenítico e duplex
Classificação de materiais: M1.x, M2.x e M3.x
Os principais fatores que contribuem para o desgaste no fresamento de aço inoxidável austenítico e aço inoxidável duplex são lascamento da aresta de corte causado por trincas a quente, desgaste de canal e aresta postiça/ligação.
Em termos de peças, as principais preocupações são a formação de rebarbas e problemas de qualidade superficial.
Rachadura quente
Inclinação da ponta da lâmina
Formação de rebarbas e má qualidade da superfície
Recomendações de usinagem de desbaste:
Para evitar arestas postiças, utilize uma velocidade de corte elevada (Vc = 150-250 m/min).
Para minimizar problemas de trincas a quente, opte pelo corte a seco em vez de usar fluido de corte.
Recomendações de usinagem de acabamento:
Para melhorar a qualidade da superfície de um material, muitas vezes é essencial usar fluido de corte ou lubrificação com névoa de óleo/lubrificação mínima. Esta técnica resulta em menos problemas de trincas a quente durante o acabamento, pois o calor gerado na área de corte é menor.
No entanto, ao trabalhar com materiais cermet, o uso de fluido de corte pode não ser necessário, pois sem ele pode ser alcançada uma qualidade de superfície suficientemente boa.
Deve-se notar que se o avanço fz for muito baixo, a aresta de corte poderá cortar a zona endurecida por deformação, levando a um desgaste mais severo da pastilha.
03 Fresamento de ferro fundido
1) Ferro fundido cinzento
Classificação de materiais: K2.x
Os principais fatores que afetam o desgaste do fresamento de ferro fundido cinzento são o desgaste abrasivo/de flanco e a trinca a quente.
Quanto aos componentes, o tombamento da peça e a qualidade da superfície são as principais preocupações.
Desgaste típico da lâmina
Inclinação da peça
Recomendações de usinagem de desbaste:
(1) Para minimizar a ocorrência de trincas a quente, recomenda-se cortar a seco sem utilizar fluido de corte. Devem ser usadas lâminas de metal duro com revestimento espesso.
(2) Se a peça estiver inclinada, várias coisas podem ser feitas: verificar o desgaste do flanco, reduzir o avanço fz para diminuir a espessura do cavaco, usar um canal com um ângulo de saída positivo maior e considerar usar um fresamento de 65°/60°/45° cortador.
(3) Se for necessário fluido de corte para evitar poeira ou outros problemas, um material de fresagem úmido deverá ser escolhido.
(4) O metal duro revestido é normalmente a primeira escolha, mas materiais cerâmicos também podem ser usados. A velocidade de corte (Vc) deve ser definida para uma velocidade relativamente alta de 800-1000 m/min, mas tenha em mente que rebarbas na peça de trabalho podem limitar a velocidade de corte. Fluido de corte não deve ser usado.
Recomendações de usinagem de acabamento:
(1) Para corte sem o uso de fluido de corte, recomenda-se o uso de lâminas de metal duro com ou sem revestimento.
(2) Para acabamento em alta velocidade, o material CBN (nitreto cúbico de boro) pode ser utilizado. Fluido de corte não deve ser usado.
2) Ferro dúctil
Classificação de materiais: K3.x
(1) O ferro dúctil ferrítico e o ferro dúctil ferrítico/perlítico têm usinabilidade semelhante ao aço de baixa liga. Portanto, ao selecionar ferramentas, geometrias de pastilhas e materiais, devem ser utilizadas recomendações de fresamento para materiais de aço.
(2) O ferro dúctil perlítico é mais abrasivo, por isso é recomendado o uso de materiais de ferro fundido.
(3) Para garantir a melhor capacidade de processamento, recomenda-se o uso de materiais de revestimento PVD e corte úmido.
3) Ferro fundido de grafite compactado (CGI)
Classificação de materiais: K4.x
O teor de perlita está abaixo de 90%.
Esse tipo de ferro grafite compactado (CGI), comumente utilizado para processamento de fresamento, costuma apresentar estrutura perlita em torno de 80%. É usado em vários componentes, incluindo blocos de cilindros de motores, cabeçotes de cilindros e coletores de escapamento.
As diretrizes de fresa recomendadas para CGI são semelhantes àquelas para usinagem de ferro fundido cinzento. Porém, para reduzir rebarbas formadas nas peças, devem ser escolhidas geometrias de pastilha com arestas de corte mais vivas e ângulos de saída positivos maiores.
O fresamento a arco pode ser uma excelente alternativa à tradicional mandrilamento de cilindros CGI.
4) Ferro dúctil austemperado (ADI)
Classificação de materiais: K5.x
A usinagem de desbaste é normalmente realizada em materiais não endurecidos e pode ser comparada ao fresamento de aço de alta liga.
Por outro lado, a usinagem de acabamento é realizada em materiais endurecidos com alta abrasividade, semelhante ao fresamento de aço endurecido ISO H. Portanto, são preferidos materiais com maior resistência ao desgaste abrasivo.
Ao usinar ADI, a vida útil da ferramenta é reduzida em aproximadamente 40% em comparação com NCI, e a força de corte aumenta em aproximadamente 40%.
04 Fresamento de materiais metálicos não ferrosos
Os materiais metálicos não ferrosos incluem não apenas ligas de alumínio, mas também ligas à base de magnésio, cobre e zinco.
Leitura relacionada: Metais Ferrosos vs Não Ferrosos
A usinabilidade é determinada principalmente pela variação no teor de silício.
O tipo mais prevalente é a liga hipoeutética de alumínio-silício, que possui um teor de silício inferior a 13%.
Liga de alumínio com teor de silício inferior a 13%
Classificação de materiais: N1.1-3
O principal critério para desgaste é o acúmulo de aresta/aderência na aresta de corte, o que causa problemas na qualidade da superfície e formação de rebarbas.
Para evitar riscos na superfície da peça, é essencial uma boa formação e remoção de cavacos. Aqui estão algumas sugestões:
- O uso de pastilhas com ponta de PCD com arestas de corte afiadas e polidas pode garantir uma boa capacidade de quebra de cavacos e evitar o acúmulo de arestas.
- Escolha uma geometria de pastilha com arestas de corte vivas e um ângulo de saída positivo.
- Ao usinar ligas de alumínio, sempre deve-se usar fluido de corte para evitar que o material grude na aresta de corte da lâmina e para melhorar a qualidade da superfície. A concentração recomendada do fluido de corte depende do teor de silício da liga. Para teor de silício <8%, utilize um fluido de corte com concentração de 5%. Para teor de silício entre 8-12%, utilize um fluido de corte com concentração de 10%. Para teor de silício >12%, utilize um fluido de corte com concentração de 15%.
- Velocidades de corte mais altas geralmente melhoram o desempenho sem afetar negativamente a vida útil da ferramenta.
- O valor recomendado de hexadecimal é 0,10-0,20 mm (0,0039-0,0079 polegadas). Valores baixos podem causar formação de rebarbas.
- Devido ao alto avanço da mesa, deve-se utilizar uma máquina-ferramenta com função de “pré-leitura” para evitar erros dimensionais.
- A vida útil da ferramenta é sempre limitada pela formação de rebarbas ou pela qualidade superficial das peças. O desgaste da lâmina é difícil de usar como critério de vida útil da ferramenta.
05 Superligas e ligas de titânio
O fresamento de superligas e titânio normalmente necessita de uma máquina-ferramenta com alta rigidez, potência e torque, que possa operar em baixas velocidades.
Os dois tipos mais comuns de desgaste são o desgaste por entalhe e a inclinação da aresta de corte.
O calor excessivo gerado durante o processo de fresamento pode restringir a velocidade de corte.
Uma sugestão possível é maximizar o uso de fresas de lâmina redonda, o que pode aumentar o efeito de afinamento dos cavacos.
O uso de fresas de lâmina redonda minimiza o desgaste do entalhe
Quando a profundidade de corte for inferior a 5mm, o ângulo de entrada deverá ser inferior a 45°.
Em aplicações práticas, recomenda-se a utilização de uma lâmina positivamente arredondada.
Para manter uma carga constante por dente e garantir um processo suave, bem como evitar falhas prematuras de pastilhas individuais, é necessária a precisão radial e axial da fresa.
A aresta de corte deve sempre ser ranhurada em um ângulo de inclinação positivo e arredondada de maneira ideal para evitar que cavacos grudem nela quando a ferramenta for retirada.
Durante o fresamento, é melhor envolver o maior número possível de dentes cortantes.
Sob condições estáveis, isto alcançará a produtividade ideal.
Usar uma fresa dentada de superdensidade.
Amarelo: Vida útil da ferramenta; Preto: A vida útil da ferramenta diminui à medida que os parâmetros de corte aumentam
A vida útil da ferramenta é afetada de forma diferente por diversas alterações, com a velocidade de corte (Vc) tendo o maior impacto, seguida por ae, e assim por diante.
Fluido de corte/refrigerante
Quando se trata de fresamento, ao contrário de outros materiais, é sempre aconselhável usar refrigeração para ajudar na evacuação dos cavacos e regular o calor na aresta de corte, evitando o corte secundário dos cavacos.
O refrigerante de alta pressão resfriado internamente (70 bar) fornecido através do fuso/ferramenta é geralmente preferido ao refrigerante de baixa pressão resfriado externamente.
No entanto, é importante observar que há uma exceção a esta regra. Ao fresar com pastilhas cerâmicas, deve-se evitar fluido de corte devido ao risco de choque térmico.
Ao usar lâminas de metal duro, o resfriamento interno trará benefícios
Desgaste da lâmina/ferramenta
As causas mais comuns de quebra de ferramentas e baixa qualidade de superfície são desgaste de canal, desgaste excessivo de flanco e arestas lascadas.
Para garantir um processo de usinagem confiável, a melhor solução é indexar frequentemente a aresta de corte. O desgaste de flanco da aresta de corte não deve exceder 0,2 mm para fresas com ângulo de posição de 90°, ou o máximo não deve exceder 0,3 mm para pastilhas redondas.
Desgaste típico da lâmina
Ser aplicado em fresa de lâmina cerâmica para usinagem de desbaste de superligas.
O fresamento cerâmico tem uma velocidade mais rápida do que o fresamento de metal duro, normalmente 20-30 vezes mais rápido, apesar de uma taxa de avanço mais baixa (cerca de 0,1 mm/z). Isso resulta em um aumento significativo na produtividade.
O processo de fresamento utiliza corte interrompido, resultando em temperaturas muito mais baixas do que o torneamento.
Portanto, uma velocidade de corte de 700-1000 m/min é recomendada para fresamento, em comparação com apenas 200-300 m/min para torneamento.
Aqui estão algumas sugestões:
(1) Para garantir um ângulo de posição pequeno e evitar desgaste por entalhe, use lâminas redondas.
(2) Evite usar fluido de corte/refrigerante.
(3) Não use lâminas de cerâmica ao processar ligas de titânio.
(4) A cerâmica pode afetar negativamente a integridade da superfície e outros indicadores. Portanto, evite usar lâminas de cerâmica quando o formato da peça acabada estiver pronto para processamento.
(5) O desgaste de flanco máximo permitido ao usinar ligas de alta temperatura com pastilhas de cerâmica é de 0,6 mm.
06 Fresamento de aço temperado
Este grupo de materiais inclui aço temperado com dureza superior a 45-65HRC. As peças típicas de fresamento incluem moldes de estampagem, moldes de plástico, moldes de forjamento e matrizes de fundição sob pressão. Detritos da lâmina/desgaste de flanco e tombamento da peça são os principais problemas.
Aqui estão algumas sugestões:
(1) Use uma geometria de pastilha com inclinação positiva com arestas de corte vivas. Isto reduz a força de corte e cria uma ação de corte mais suave.
(2) Recomenda-se corte a seco sem fluido de corte.
(3) O fresamento ciclóide é um método apropriado que atinge alto avanço da mesa e baixa força de corte simultaneamente. Isso mantém a aresta de corte e a peça em baixa temperatura, melhorando a produtividade, a vida útil da ferramenta e as tolerâncias das peças.
(4) No fresamento frontal, utilize uma estratégia de corte leve com profundidades de corte pequenas (ae e ap). Use uma fresa de passo ultrafino e uma velocidade de corte relativamente alta.
