A usinagem é o coração da indústria de manufatura moderna e oferece um método de produção versátil com possibilidades excepcionais. A usinagem de canais é uma das técnicas de usinagem extremamente úteis e úteis ao cortar canais.
Neste artigo, examinaremos mais de perto a usinagem de canais e discutiremos o que é, quais fresas são necessárias para isso e quais tipos de operações existem.
O que é fresamento de canais?
A ranhura, também conhecida como fresamento de ranhura, é um processo de usinagem no qual uma ranhura é fresada na peça de trabalho usando uma ferramenta de corte rotativa. A ranhura pode ter qualquer formato e tamanho, as possibilidades são infinitas. No entanto, o cortador de ranhura e a máquina devem ser capazes de formar o formato da ranhura na peça sólida.
Tipos de técnicas de fresamento de canais e suas fresas
Existem inúmeras técnicas de fresamento de canais para diferentes geometrias, máquinas-ferramentas e aplicações. Cada tipo possui fresas e requisitos específicos.
Fresamento final
O fresamento de topo é feito com uma fresa de topo padrão ou uma fresa. É uma ferramenta versátil de corte de canais que pode produzir canais fechados, perfis de canais não lineares e até mesmo canais de profundidade variável.
O processo é semelhante ao fresamento frontal, no qual são cortadas tanto a lateral quanto a face da ferramenta. A diferença é que o fresamento de canais cria uma ranhura fechada em ambas as extremidades, enquanto o fresamento frontal visa suavizar a superfície da peça.
Como as fresas de topo vêm em uma variedade de tamanhos e materiais, a usinagem de canais com fresas de topo é o método preferido dos maquinistas. Eles podem suportar altas forças de corte e cortar profundamente. Além disso, projetos especiais de fresas de topo também podem suprimir vibrações e melhorar o acabamento superficial.
Fresamento lateral
O fresamento lateral é outra técnica para criar canais. Neste método, uma ferramenta de fresagem lateral executa o corte, com o corte ocorrendo principalmente através da aresta da ferramenta.
É um método de corte estável que pode suportar forças de corte e vibrações. Com um fuso e balanço suficientemente rígidos, uma fresadora horizontal pode produzir canais de alta precisão.
Slots em T
O corte de ranhura em T é um método especial para cortar ranhuras em forma de T. As ranhuras em T são comumente usadas em máquinas industriais, especialmente em bases de máquinas.
É usado um cortador especial de ranhura em T. Em geral, uma operação de fresamento de ranhura em T é precedida por uma operação normal de fresamento de ranhura. Este primeiro processo cria espaço para a haste da fresa com ranhura em T. No entanto, isto só é necessário para ranhuras fechadas. Para canais abertos, a fresa com ranhura em T pode realizar o processo de fresamento diretamente.
Slots de mola Woodruff
Outra aplicação importante do fresamento de canais é a usinagem de rasgos de chaveta para conexões de rasgo de chaveta. Os projetistas usam conexões de chaveta para conectar componentes de suporte de carga para uma transferência de carga eficiente. Por exemplo, as engrenagens podem ser fixadas ao eixo com uma conexão de chaveta.
A parte fêmea desta conexão, o rasgo de chaveta, é feita com um cortador de rasgo de chaveta. Um cortador de rasgo de chaveta Woodruff pode ser usado para criar o rasgo de chaveta ou assento de chaveta no qual a chave fica para travar o conjunto.
Fresagem em grupo
Componentes como mesas de trabalho de fresadoras possuem vários slots paralelos que são úteis para fixar acessórios e a peça de trabalho à base da máquina. Para peças com ranhuras paralelas, é conveniente usar uma fresadora de grupo.
Neste tipo de usinagem de canais, várias fresas de canais são montadas no mesmo fuso, cada uma cortando canais no material ao mesmo tempo. O processo é, portanto, muito produtivo e economiza tempo. Porém, devido às altas forças de corte, o fuso e a máquina-ferramenta devem ser suficientemente rígidos.
Dicas e práticas para fresamento de canais
A usinagem de canais requer cuidado e habilidade para alcançar resultados ideais em termos de qualidade de superfície, taxa de remoção de material e precisão. Aqui você encontrará dicas e truques úteis para otimizar o desempenho do fresamento de canais.
Desaceleração em vez de entrada radial
A entrada da fresa deve ser suave e não sobrecarregar a ferramenta. Recomenda-se usar um movimento de desaceleração para evitar o engate total da ferramenta de uma só vez, o que pode causar vibração excessiva e também ser desastroso para a ferramenta.
Em geral, um ângulo de rampa de pelo menos 45° é suficiente para evitar impactos na ferramenta e na máquina. Além disso, para materiais mais duros ou canais profundos, os maquinistas podem usar um ângulo de rampa de até 180° (entrada axial).
A remoção de chips é fundamental
Slots são estruturas fechadas que geralmente possuem apenas uma extremidade aberta. Isto significa que há menos espaço para os cavacos escaparem da zona de corte. Se ficarem presos na zona de corte, poderão afetar a qualidade da superfície, a vida útil da ferramenta e as tolerâncias das peças.
Portanto, o controle adequado da remoção de cavacos durante a usinagem de canais é essencial. Geralmente é recomendado cortar a ranhura em pelo menos duas passagens. Desta forma, há espaço suficiente para a remoção de cavacos no segundo passe e nos subsequentes, que podem ser programados para ter altas taxas de remoção de material.
Outra solução são ferramentas especiais, como fresas com quebra-cavacos. Eles produzem cavacos muito finos que saem facilmente da zona de corte. Além disso, descargas de líquido refrigerante/lubrificante e ar comprimido também são métodos populares para remover cavacos das ranhuras.
Mantenha o fuso carregado
Outra dica é garantir que não haja nenhum momento no ciclo de corte em que o fuso fique totalmente descarregado. Para garantir isso, pelo menos um dente de corte deve estar sempre engrenado na peça de trabalho. Isto pode ser ajustado mergulhando a ferramenta radialmente na peça de trabalho.
A razão para este conselho é que o corte interrompido não é bom para o acabamento superficial das ranhuras. Além disso, é contraproducente, pois menos material é removido por unidade de tempo, sem proporcionar qualquer benefício adicional. Além disso, a carga de impulso repetida que coloca no sistema pode causar vibração e reduzir a vida útil da máquina.
Fresamento ascendente
O debate sobre fresamento reverso e síncrono na usinagem também se aplica ao fresamento de canais. Quando possível, os operadores de máquinas devem escolher o fresamento descendente porque oferece melhor estabilidade e propriedades de evacuação de cavacos. No entanto, a configuração também deve ser robusta o suficiente para suportar o padrão de carga do fresamento descendente.
Prefira diâmetros de corte maiores
Ao usinar canais profundos, a estabilidade da ferramenta de corte de canais costuma ser um problema. O longo balanço da ferramenta ao cortar canais profundos pode entortar a ferramenta e, em casos extremos, até mesmo quebrá-la.
Neste caso, uma ferramenta de grande diâmetro é preferível devido à sua maior resistência. Além disso, ferramentas feitas de materiais mais rígidos são outra forma de resolver tais problemas.
No entanto, muitas vezes esta não é uma tarefa fácil, pois a maioria dos slots são estreitos, mas profundos. Escolher ferramentas grandes não é uma opção. Nessas situações, os maquinistas simplesmente precisam fazer o melhor que puderem com os recursos e limitações disponíveis.
Otimizar feed
O planejamento do avanço de corte é outro aspecto central do fresamento eficiente de canais. Altas taxas de avanço podem causar problemas térmicos, enquanto baixas taxas de avanço podem reduzir a produtividade. Portanto, para evitar estes problemas, uma federação equilibrada é sempre preferível.
Este é um tópico amplo e com muito mais detalhes que justifica um estudo aprofundado do avanço de corte e outros parâmetros de usinagem antes de finalizar seu programa de corte.
Técnicas de percurso para fresamento de canais
Os especialistas modernos em máquinas-ferramenta melhoram o desempenho da usinagem por meio do planejamento eficiente do caminho da ferramenta. Através de extensa pesquisa e experimentação, a indústria desenvolveu diversas soluções de percurso de ferramenta para operações de canal que melhoram a qualidade geral do processo, da peça e da condição da máquina-ferramenta.
Convencional
O fresamento convencional é o percurso mais simples para usinagem de canais e consiste em cortes retos ao longo do eixo da ranhura. É produtivo e fácil de programar. Além disso, é compatível com a maioria das ferramentas de corte.
As desvantagens incluem alta vibração com ranhuras profundas e materiais difíceis de cortar. Como a ferramenta está sempre no corte, ela fica exposta a altas forças radiais, o que a torna instável ao fazer cortes profundos. Além disso, também causa rápida geração de calor.
Trocoidal
O fresamento trocoidal é uma técnica especial de percurso em que a ferramenta segue um percurso trocoidal. É extremamente benéfico no fresamento de canais porque é mais estável, dá às arestas de corte tempo suficiente para esfriar e deixa espaço suficiente para um escoamento eficiente dos cavacos.
Além disso, é adequado para materiais difíceis de cortar devido às forças de corte radiais médias mais baixas. No entanto, requer programação e seleção de ferramentas mais complexas.
Se entregue
No mergulho, toda a ranhura é processada exclusivamente por cortes axiais, como furação, mas com fresa. Este não é o método mais produtivo, mas é o mais estável porque a ausência de forças radiais minimiza deflexões da ferramenta, vibração e problemas de aquecimento. Portanto, este método é preferível para configurações onde a ferramenta está sujeita a qualquer um desses problemas. Isso inclui longos balanços de ferramenta e ranhuras profundas.
Além disso, a imersão não deixa um bom acabamento superficial, principalmente nas paredes da ranhura. Portanto, um corte final usando outros métodos de percurso é necessário no final.
Concluindo
A usinagem de canais é de fato um processo de usinagem útil com diversas aplicações na indústria. Amplia o escopo de fabricação e permite a produção de geometrias complexas.
Perguntas frequentes
Quais máquinas são usadas para fresamento de canais?
A usinagem de canais pode ser realizada usando fresadoras padrão, tanto horizontal quanto verticalmente. Em certos casos, os maquinistas também podem usar outras máquinas, como furadeiras ou máquinas de puncionamento.
Quais materiais podem ser processados com fresamento de canais?
A ranhura é compatível com todos os materiais usináveis. Metais (aço, titânio, cobre, ferro), plásticos e madeira.
Que tipos de fresas são usadas para fresamento de canais?
Há uma variedade de fresas adequadas para fresamento de canais. Dependendo da geometria da ranhura, uma fresa de topo, uma fresa de topo tipo casca, uma fresa de canto, uma fresa de ranhura em T, um mandril de fresamento múltiplo, uma fresa de ranhura para madeira, etc. podem ser selecionadas como ferramenta de corte.
