SEM-0534 Processos de Fabricação Mecânica. Aula 2. Professor Alessandro Roger Rodrigues
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1 SEM-0534 Processos de Fabricação Mecânica Aula 2 Professor Alessandro Roger Rodrigues
2 Tipos de Corte no Fresamento (a) Fresamento Tangencial (b) Fresamento Frontal Penetração de trabalho Profundidade de usinagem
3 Tipos de Corte no Fresamento O eixo da fresa está disposto paralelamente à superfície da peça. Arestas de corte colocadas na periferia da parte cilíndrica. Fresamento tangencial
4 Tipos de Corte no Fresamento O eixo da fresa é perpendicular à superfície de trabalho. Fresamento frontal
5 Tipos de Corte no Fresamento Tangencial Concordante Discordante
6 Operações de Fresamento Faceamento geral Faceamento de alumínio Faceamento com altos avanços
7 Operações de Fresamento Fresamento de cantos a 90 profundos Faceamento de cantos a 90 Fresamento de cantos a 90
8 Operações de Fresamento Fresamento de perfis (acabamento/semi) Faceamento de perfis (acabamento) Fresamento de perfis (desbaste/semi)
9 Operações de Fresamento Canais frontais Roscas externas Canais tangenciais Roscas internas
10 Fixação da Peça na Fresadora Mesa divisora Morsa giratória Morsa angular Morsa pneumática Morsa de precisão
11 Fixação da Peça na Fresadora Grampos
12 Tipos de Fresadoras Horizontais Verticais
13 Universal Tipos de Fresadoras
14 Ferramenteira Tipos de Fresadoras
15 Máquinas CNC Centro de Usinagem Multi-tarefa
16 Tipos de Fresadoras (Especiais) Copiadora
17 Ferramenta Multicortante Partes constituintes da ferramenta
18 Tipos de Fresas Fresas de Topo São utilizadas na construção cavidades tais como: rasgos de chavetas, rasgos em T e cavidades em moldes.
19 Tipos de Fresas Fresas Woodruff Usadas para rasgos T e rasgos de chaveta
20 Tipos de Fresas Fresas de Perfil Constante São utilizadas para abrir canais, superfícies côncavas e convexas ou gerar engrenagens.
21 Escolha das Ferramentas de Fresamento Tipo W Tipo N Tipo H γ = 25 º, β = 57 º, α = 8 o γ = 10 º, β = 73 º, α = 7 o γ = 5 º, β = 81 º, α = 4 o Cunha menos resistente. É recomendada para usinar materiais não-ferrosos de baixa dureza, como o alumínio, bronze e plásticos. Cunha de resistência intermediária. É recomendada para usinar aços com até 700 N/mm² de resistência à tração. Cunha mais resistente. Recomendada para se usinar metais duros e quebradiços como aços com mais de 700 N/mm² de resistência à tração.
22 Choque Térmico
23 Choque Mecânico Entrada na peça Saída da peça
24 Número de Arestas Ativas Passo fino + potência (acúmulo cavaco) Danos na peça (acabamento) Danos na ferramenta (quebra) Materiais de cavaco curto: frágeis, Fofo, etc. Passo largo + vibração Acabamento ruim Imprecisão dimensional (peça) Desgaste da ferramenta Materiais de cavaco longo: dúcteis, alumínio, etc. Passo médio Primeira escolha Materiais de dureza intermediária
25 Materiais para Ferramenta de Fresamento
26 Fixação das Ferramentas: Mandris e Adaptadores Mandril Porta-Pinça
27 Fixação das Ferramentas: Mandris e Adaptadores Mandril Porta-Ferramenta
28 Fixação das Ferramentas: Mandris e Adaptadores Mandril Porta-Barra
29 Fixação das Ferramentas: Mandris e Adaptadores Eixo Porta Fresa - Usado para fixar a fresa no eixo-árvore. Fresa tipo Disco ( corte ou fenda) Fresa tipo Disco ( corte ajustável ) Mandril ou adaptador
30 Fixação das Ferramentas: Mandris e Adaptadores Cone ISO
31 Parâmetros de Corte Velocidade de Corte (v c ) Avanço (f) Profundidade de usinagem (a p )
32 Parâmetros de Corte Existem dois movimentos de corte: movimento primário de corte (rotação) movimento de avanço
33 Grandezas Fresamento Tangencial a e = penetração de trabalho (mm) a p = profundidade de usinagem (mm) v c = velocidade de corte (m/min) v f = velocidade de avanço (mm/min) n = rotação (rpm) f = avanço (mm/rev) f z = avanço por dente (mm/dente) d n v c 1000 v f f f n f z Z f z Z n d = diâmetro da fresa; Z = número de dentes da fresa
34 Grandezas Fresamento Frontal n Fresa a p = b v f Peça a e = penetração de trabalho a p = profundidade de usinagem b = largura de corte a e v f = velocidade de avanço n = rotação da fresa
35 Definição de Profundidade de Usinagem (ap) e Penetração de Trabalho (ae) a p : profundidade de penetração da ferramenta em relação à peça, medida perpendicularmente ao plano de trabalho (mm); a e : profundidade de penetração da ferramenta em relação à peça, medida no plano de trabalho e perpendicularmente à direção de avanço (mm).
36 Grandezas Largura e Profundidade de Usinagem Fresa de Facear f z ae Radial (e) fz Fresa tipo disco Corte ou Fenda f z a(e) e Radial f z PT ap Axial (p) ae Fresas de Topo PT Radial (e) f z f z Axial a p (p) a p Axial (p) PT
37 Velocidades de Corte Recomendadas Material Peça Aço Carbono Resistência Fresas de Topo Demais Tipos (kgf/mm 2 ) AR MD AR MD <
38 Cálculo do Tempo de Usinagem T l v m f Onde l m = percurso da ferramenta (mm) e v f = velocidade de avanço (mm/min). n fresa peça n fresa l m v f
39 Força e Potência no Fresamento Tangencial
40 Força e Potência no Fresamento Tangencial Ângulo de contato fz (D/2)-ae ae o f cos o D,a D 2 e a D 2 e 1 2.a D e Espessura de corte D = diâmetro da fresa - mm a e = penetração de trabalho - mm f z = avanço por dente mm/dente h max f z.sen o 2.f z a e D a e D 2
41 Força e Potência no Fresamento Tangencial F c K s vf n.z sen b Como h = f(ψ) K s = f(ψ) F c é variável em direção e módulo Segundo Kienzle K s = K s 1h -z K s1 e 1-z (tabelados) F c K hb s F c 1 z z 1 z f K h hb K h b K b sen 1 z s1 s1 s1 v n.z
42 Força e Potência no Fresamento Tangencial Potência de Corte (Pc) P c = 2, K m. b. a e. v f v f = f. n = f z. Z. n e n = (1000.v c )/(. D) K m = pressão específica de corte média (tabelada)
43 Força e Potência no Fresamento Tangencial 30 Exemplo Material da peça: Aço St70 Fresa: Aço rápido D = 150 mm Z = 12 dentes Condições de corte v c = 25 m/min f z = 0,1 mm/dente a e = 30 mm; b=a p 100 mm
44 Força e Potência no Fresamento Tangencial Cálculo de F cmax F c = K s1. h (1-z). b F c = F cmax h = h max = f z.sen o cos o = 1 - (2ae)/D = 1 - (60)/150 = 0,6 o = 53 e sen o = 0,8 h max = f z. sen o = 0,1. 0,8 = 0,08 mm St 70 K s1 = 220 kgf/mm 2 Tabela 1-z = 0,80
45 Força e Potência no Fresamento Tangencial F cmax = 220. (0,08) 0, = 2916 kgf Cálculo de F cmax F cmax = K m. h max. b K m é dado em função de h m h m = f z. sen( o /2) = 0,1. sen(53/2) = 0,045 mm h m = 0,045 mm K m = 500 kgf (Tabelado) F cmax = , = 4000 kgf
46 Força e Potência no Fresamento Tangencial Cálculo da Potência de Corte P c P c = 2, K m. b. a e. v f v f = f. n = f z. Z. n e n = (1000.v c )/(. D) n = ( )/ (. 150) = 53 rpm v f = 0, = 64 mm/min logo, P c = 2, = 21,3 CV
47 Condições de Operação As condições de operação controlam 3 variáveis importantes no corte dos metais: 1. Taxa de remoção de material 2. Vida da ferramenta e 3. Acabamento Cada uma dessas variáveis pode ser estimada através das seguintes fórmulas: 1. Q = (a p a e vf )/1000 (cm 3 /min) 2. v c T y =C (como visto na aula de torneamento) 3. R max teórica = f 2 /(8 R) (fresamento tangencial) Onde T é a vida da ferramenta (min), C é a velocidade de corte para uma vida de 1 min (m/min) e R e o raio da fresa (mm).
48 Condições de Operação Rugosidade Ra ( m) Graduação de Rugosidade 50 N12 25 N11 12,5 N10 6,3 N9 3,2 N8 Acabamento de Superfície através de fresamento Valores comuns: 0,8 até 12,5 m 1,6 N7 0,8 N6 0,4 N5 0,2 N4 0,1 N3 0,05 N2 0,025 N1
49 Rugosidade para o Fresamento Tangencial R max 2 fz 8 R R a 18 f 2 z 3 R onde f z é o avanço por dente (mm/z) e R é o raio da fresa
50 Rugosidade para o Fresamento Frontal R max fz tan(c) cot(d) onde f z é o avanço por dente (mm/z)
51 Referências Nelson, D.H.; Schneider Jr, G. Applied Manufacturing Process Planning. Pratice Hall, 720p, DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da usinagem dos materiais. 2. Ed. São Paulo: Artliber, p. FERRARESI, D. Fundamento da usinagem dos metais. 1. ed. São Paulo: Edgard Blücher, p.
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