Você já se perguntou como peças metálicas complexas são fabricadas com precisão? Este artigo revela a magia das fresadoras, explorando seus vários tipos e componentes principais. Mergulhe de cabeça para entender como essas máquinas transformam matérias-primas em produtos finamente detalhados e descubra as ferramentas essenciais que tornam tudo isso possível.
A fresadora é uma máquina-ferramenta versátil e amplamente utilizada em metalurgia e manufatura. Seu movimento primário é caracterizado pelo movimento rotacional de alta velocidade da fresa de múltiplas arestas, enquanto o movimento de avanço normalmente envolve o movimento preciso e controlado da peça de trabalho, que é montada com segurança na mesa de trabalho da máquina.
As fresadoras vêm em várias configurações, cada uma projetada para aplicações específicas e requisitos de peças de trabalho. Alguns dos tipos mais comuns incluem:
Cada tipo de fresadora oferece recursos exclusivos, e a seleção depende de fatores como tamanho da peça, material, precisão necessária e volume de produção. A moderna tecnologia CNC (Controle Numérico Computadorizado) aumentou ainda mais a versatilidade e a precisão das operações de fresamento, permitindo a usinagem 3D complexa e a integração perfeita com sistemas CAD/CAM para processos de fabricação avançados.
(1) Cama
A base é o corpo principal da máquina-ferramenta, com a maioria dos componentes instalados nela.
O fuso, o mecanismo de mudança de velocidade do fuso e outras peças são instalados dentro da mesa.
A parede frontal da cama tem trilhos-guia de cauda de andorinha verticais para o movimento para cima e para baixo da mesa, enquanto a parte superior da cama tem trilhos-guia de cauda de andorinha horizontais para o movimento para frente e para trás da viga transversal.
Na parte traseira da mesa, há um motor principal que aciona o fuso por meio de um mecanismo de mudança de velocidade instalado dentro da mesa.
A velocidade do fuso é alterada por meio de uma alça e de uma escala de mostrador, ambas localizadas no lado superior esquerdo da mesa. É necessário parar ao alterar as velocidades.
Um gabinete elétrico está localizado na parte inferior esquerda da cama.
(2) Viga transversal
A viga transversal pode ser ajustada quanto ao comprimento, movendo-a para frente ou para trás com a ajuda de engrenagens e cremalheiras, e pode ser fixada usando dois conjuntos de parafusos excêntricos.
Um suporte é instalado na viga transversal para apoiar a extremidade saliente da barra de corte, o que aumenta a rigidez da barra de corte.
(3) Tabela
É o suporte para a mesa de trabalho, com a mesa de trabalho longitudinal, a mesa de trabalho transversal e a mesa giratória da fresadora montadas nela.
O motor de alimentação e o mecanismo de mudança de velocidade de alimentação são componentes independentes instalados na parte frontal esquerda da mesa, que controlam o movimento da mesa, da mesa de trabalho longitudinal e da mesa de trabalho transversal.
A mudança da taxa de alimentação é controlada por uma alavanca em forma de cogumelo, que permite mudanças de velocidade durante a condução.
A mesa pode se mover ao longo dos trilhos-guia verticais em cauda de andorinha da cama. Abaixo da mesa há um parafuso de avanço vertical, que não só eleva e abaixa a mesa, mas também a apóia.
A manipulação da mesa de trabalho transversal e da mesa de elevação é controlada por alças no lado esquerdo da mesa de elevação.
Há duas alças interligadas que têm cinco posições: para cima, para baixo, para frente, para trás e parada. As cinco posições são intertravadas.
(4) Mesa de trabalho longitudinal
Ele é usado para instalar peças de trabalho ou acessórios e se move longitudinalmente com a peça de trabalho durante o movimento de avanço.
Há três ranhuras em T na parte superior da mesa de trabalho longitudinal para a instalação de parafusos de fixação (parafusos em T). Uma dessas três ranhuras em T tem maior precisão do que as outras duas. Há também uma pequena ranhura em T na parte frontal da mesa de trabalho para a instalação de blocos de limite de deslocamento.
A largura da mesa de trabalho longitudinal é a principal especificação que indica o tamanho da fresadora.
(5) Mesa de trabalho transversal
A mesa de trabalho transversal está localizada abaixo da mesa de trabalho longitudinal e é usada para fazer com que a mesa de trabalho longitudinal se mova para frente e para trás.
Com a mesa de trabalho longitudinal, a mesa de trabalho transversal e a mesa de elevação, a peça de trabalho pode ser movida em três direções de coordenadas mutuamente perpendiculares para atender aos requisitos de usinagem.
Há uma mesa giratória entre a mesa de trabalho longitudinal e a mesa de trabalho transversal da fresadora universal. Sua única finalidade é permitir que a mesa de trabalho longitudinal gire em um ângulo positivo ou negativo que não exceda 45 graus no plano horizontal, a fim de fresar ranhuras helicoidais.
A presença ou ausência de uma mesa giratória é a única característica que distingue as fresadoras horizontais universais das fresadoras horizontais comuns.
(6) Eixo
O fuso é usado para instalar fresas diretamente ou por meio de um mandril de fresa, e aciona a fresa para girar. O fuso é um eixo oco com um furo cônico 7:24 na extremidade dianteira para a instalação de fresas ou mandris de fresa.
Um parafuso longo passa pelo orifício de passagem do fuso pela parte traseira para prender as fresas ou os mandris de corte no lugar.
A base suporta todo o peso da fresadora e mantém o fluido de corte. Ela é a base de toda a fresadora e foi projetada para garantir que a máquina fique estável e rígida durante a operação.
Além disso, há também dispositivos auxiliares, como o guindaste e a árvore de corte.
Fresadora de mesa de elevação horizontal universal X6132.
(1) Modelo e especificações da fresadora.
(2) Principais parâmetros técnicos:
A área da superfície de trabalho da mesa é de 320 mm x 1250 mm, e o deslocamento máximo da mesa (manual) é de 700 mm longitudinalmente, 255 mm transversalmente e 320 mm verticalmente. O deslocamento máximo da mesa (automático) é de 680 mm longitudinalmente, 240 mm transversalmente e 300 mm verticalmente.
O ângulo máximo de rotação da mesa é de ±45° e a distância entre o eixo do fuso e a superfície da mesa de trabalho é de 30 mm a 350 mm. A velocidade do fuso tem 18 níveis que variam de 30rpm a 1500rpm.
Fresadora com mesa de elevação vertical.
A fresadora vertical é semelhante à fresadora horizontal em muitos aspectos. No entanto, ela difere pelo fato de não ter um trilho-guia superior ou uma viga transversal na base.
Em vez disso, a parte superior frontal da máquina tem um cabeçote de fresagem vertical, que é usado para instalar o fuso e a fresa.
Normalmente, uma mesa giratória é colocada entre a base e o cabeçote de fresagem vertical em uma fresadora vertical, o que permite que o fuso se incline em um determinado ângulo para fresar superfícies inclinadas. A fresadora vertical também pode ser usada para fazer furos.
b) Mesa de trabalho inclinada
c) Mesa de trabalho giratória.
d) Torno simples
e) Cabeça divisória.
f) Cabeçote de fresagem vertical.
g) Inserir Ferramenta de fresagem
Também conhecido como torno de máquina, esse alicate é comumente usado para segurar peças de trabalho pequenas e médias de formato retangular ou cilíndrico. Os alicates que apresentam um mostrador giratório são chamados de alicates rotativos de bico chato, que podem ser usados para ajustar os ângulos.
Esse método é comumente usado para instalar peças de trabalho pequenas e de formato regular.
Essa ferramenta é usada para fixação peças de trabalho que exigem a usinagem de superfícies curvas. É particularmente útil para fresar superfícies de arco circular interno e externo relativamente uniformes.
Para expandir a faixa de processamento das fresadoras horizontais. A instalação de um cabeçote de fresagem universal em uma fresadora horizontal não só permite várias operações de fresagem vertical, mas também permite que o eixo da fresa seja ajustado em qualquer ângulo com base nas necessidades de fresagem.
No entanto, devido à instalação complicada do cabeçote de fresagem universal e à redução significativa do espaço de trabalho após a instalação, sua utilização é limitada.
A aplicação de um cabeçote divisor:
Como um dos acessórios importantes, o cabeçote divisor é comumente usado para instalar peças de trabalho para fresar superfícies inclinadas, realizar operações de indexação e usar vários métodos de indexação (como indexação simples, indexação composta e indexação diferencial) para várias tarefas de indexação.
Além disso, o cabeçote divisor pode ser utilizado para instalar a peça de trabalho no ângulo necessário para facilitar o processamento do corte (como a fresagem de superfícies inclinadas). Ao fresar ranhuras helicoidais, o cabeçote divisor pode ser conectado ao parafuso da mesa longitudinal da fresadora com uma "engrenagem de troca" para proporcionar à peça de trabalho no cabeçote divisor um movimento em espiral enquanto a mesa se move.
As fresas são ferramentas sofisticadas de corte com vários dentes, normalmente fabricadas em instalações especializadas devido à sua geometria complexa e aos requisitos de precisão. Essas ferramentas são caracterizadas por sua alta produtividade, que decorre de dois fatores principais: o engajamento simultâneo de várias arestas de corte e a capacidade de operar em velocidades de corte elevadas.
O projeto e o desempenho das fresas podem ser otimizados para aplicações, materiais e condições de usinagem específicos. Essa versatilidade levou a uma grande variedade de tipos de fresas, cada uma delas adaptada para atender a necessidades específicas de fabricação. Essas fresas podem ser classificadas com base em vários critérios, inclusive:
Embora cada sistema de classificação ofereça percepções valiosas sobre a seleção e o desempenho da fresa, esta discussão se concentrará principalmente na categorização por aplicação pretendida, pois ela fornece uma estrutura prática para a compreensão da gama diversificada de operações de fresamento na fabricação moderna.
As principais categorias baseadas em aplicativos incluem:
Classificação das fresas de acordo com o uso:
Fresa de faceamento
Fresa cilíndrica
A fresa cilíndrica é geralmente feita de aço de alta velocidade como um todo. A aresta de corte em espiral é distribuída na superfície do cilindro sem aresta de corte secundária. Os dentes em espiral cortam e deixam a peça de trabalho gradualmente durante o processo de corte, de modo que o processo de corte é relativamente estável.
É usado principalmente para usinagem de superfícies estreitas e longas com largura menor que o comprimento da fresa em fresadoras horizontais.
Fresa de disco
A fresa de disco inclui:
Fresa de ranhura. Ela só tem dentes na superfície do cilindro e só pode ser usada para usinagem de ranhuras rasas.
Fresa de rasgo de chaveta
A. É um evento especial ferramenta de corte para fresamento de rasgos de chaveta, com apenas dois canais.
B. Tanto a borda de corte circunferencial quanto a borda de corte final podem servir como a borda de corte principal.
C. Quando em uso, a fresa entra na peça de trabalho primeiro por meio de avanço axial e, em seguida, fresa o rasgo de chaveta ao longo da direção do rasgo de chaveta.
D. Somente a borda de corte final precisa ser retificada durante a retífica.
Fresa de topo
A diferença entre Brocas de torção, fresas de faceamento e fresas de chaveta:
Fresa com lâmina de serra
As fresas de lâmina de serra são usadas principalmente para cortar ou fresar ranhuras estreitas até uma determinada profundidade.
Fresa angular
As fresas de ângulo simples e duplo são usadas para fresar ranhuras e chanfros em peças de trabalho.
Fresa de formato
As fresas de formato são usadas para usinar superfícies contornadas, e o formato dos dentes da fresa é projetado para corresponder ao formato do contorno da superfície da peça que está sendo usinada.
Classificação das fresas de acordo com o formato do dorso do dente:
1. Fresa de dentes pontiagudos
A parte traseira da fresa de dentes pontiagudos é, em sua maior parte, linear e é fresada por uma fresa angular. Esse tipo de fresa é sempre de design pontiagudo. Ela pode ser facilmente fabricada e afiada, e pode ser retificada ao longo da superfície de corte traseira depois de ficar cega. Esse tipo de fresa tem uma borda de lâmina afiada.
2. Fresa com dentes moldados.
A parte traseira de uma fresa de dentes moldados é uma curva especial, geralmente uma espiral de Arquimedes. O dorso do dente é usinado pelo método shaving. Depois que o dente fica cego, ele pode ser retificado ao longo da superfície de corte frontal.
O formato dos dentes da fresa permanece inalterado após a retífica. Esse tipo de fresa é comumente usado para usinagem de formas complexas de arestas de corte de fresas de forma.
Fresa de haste:
1) Fresa de topo
Os dentes da fresa são distribuídos na face da extremidade e na superfície cilíndrica da fresa. Ela é frequentemente usada para usinar superfícies planas em uma fresadora vertical e também pode ser usada para usinar superfícies planas em uma fresadora horizontal.
2) Fresa de faceamento
Ele é adequado para fresar superfícies de contorno, faces de extremidade, planos inclinados, ranhuras e superfícies de degraus, etc.
3) Fresa de rasgo de chaveta e fresa de ranhura em T
Ele é usado especificamente para usinagem de rasgos de chaveta e ranhuras em T.
4) Fresa de cauda de andorinha
Ele é usado especificamente para fresar ranhuras de cauda de andorinha.
Fresa com furos:
O fresamento é um método de usinagem altamente versátil e produtivo que oferece precisão e qualidade de superfície excepcionais. Normalmente, as operações de fresamento podem atingir tolerâncias dimensionais que variam de IT9 a IT8 de acordo com o sistema de grau de tolerância internacional, com valores de rugosidade de superfície (Ra) entre 6,3 e 1,6μm. Esses recursos tornam o fresamento adequado para uma ampla gama de aplicações de fabricação de alta precisão.
O escopo da fresagem abrange uma gama diversificada de recursos de processamento, incluindo:
Além disso, as fresadoras modernas oferecem maior versatilidade por meio de sua capacidade de acomodar ferramentas adicionais. Ao instalar ferramentas de furação, como brocas, alargadores e barras de mandrilar, essas máquinas podem executar com eficiência várias operações de processamento de furos em peças de trabalho. Essa multifuncionalidade reduz significativamente a necessidade de várias configurações de máquina, melhorando, assim, a eficiência e a precisão gerais da fabricação.
Os centros de fresamento CNC (Controle Numérico Computadorizado) avançados podem expandir ainda mais esses recursos, oferecendo usinagem de 5 eixos para geometrias complexas e sistemas automatizados de troca de ferramentas para o processamento contínuo de diversos recursos. Esses avanços tecnológicos continuam a ampliar os limites do que é possível alcançar nas operações de fresamento, tornando-o um processo indispensável na fabricação moderna.
Definição:
O fresamento convencional, também conhecido como fresamento ascendente, ocorre quando a direção de rotação da fresa se opõe à direção de avanço da peça. Nesse processo, os dentes de corte se movem para cima contra a peça de trabalho, levantando-a levemente. Por outro lado, o fresamento ascendente ou para baixo é caracterizado pelo fato de a fresa girar na mesma direção do avanço da peça. Nesse caso, os dentes de corte se movem para baixo na peça de trabalho, empurrando-a contra a mesa da máquina.
Características:
1. Quando fresagem convencionala espessura de corte aumenta gradualmente a partir de zero.
Devido à influência do raio da borda cega, o ângulo frontal é negativo no início do corte. Os dentes são espremidos e derrapam na superfície da peça de trabalho, resultando em graves endurecimento de superfícies e aumento do desgaste dos dentes.
Por outro lado, no fresamento escalonado, a espessura de corte começa no máximo. O desgaste da ferramenta é menor e a durabilidade é alta.
2. No fresamento em subida, a força de corte na direção do avanço é a mesma da peça de trabalho.
Devido à folga entre o parafuso e a porca da mesa de trabalho, quando a força de alimentação aumenta gradualmente, a força de corte puxará a mesa de trabalho e causará fluência, resultando em uma alimentação desigual.
Em casos graves, isso pode causar a quebra da fresa.
Entretanto, na fresagem convencional, devido à ação da força de alimentação, a superfície de transmissão entre o parafuso e a porca está sempre em contato próximo, de modo que o processo de fresagem é relativamente estável.
3. No fresamento convencional, a força de corte vertical é oposta à força de fixação e ao peso da peça de trabalho, o que tende a levantar a peça de trabalho da mesa de trabalho, exacerbando a vibração e afetando a fixação e a rugosidade da superfície da peça de trabalho.
Por outro lado, no fresamento em subida, a força de corte vertical é para baixo, resultando em um aperto confiável.
Características da moagem por escalada:
Características da fresagem convencional:
O fresamento simétrico ocorre quando o eixo da fresa é posicionado centralmente sobre a superfície usinada. Essa configuração resulta em uma distribuição equilibrada da força de corte e, normalmente, produz uma espessura média maior do cavaco. O fresamento simétrico é predominantemente empregado em peças com superfícies de usinagem amplas e no processamento de aços endurecidos. A distribuição equilibrada da força contribui para melhorar o acabamento da superfície e reduzir o desgaste da ferramenta, tornando-a particularmente adequada para aplicações de alta precisão e materiais com características de usinabilidade desafiadoras.
O fresamento assimétrico é caracterizado pelo deslocamento do eixo da fresa em relação ao centro da superfície usinada. Essa abordagem pode ser categorizada em dois métodos distintos com base na posição relativa do eixo da fresa:
a) Fresamento assimétrico convencional: A rotação da fresa se opõe à direção de avanço, o que resulta em cavacos que começam finos e engrossam progressivamente. Esse método geralmente proporciona uma melhor evacuação dos cavacos, mas pode levar ao aumento das forças de corte e à possível elevação da peça de trabalho.
b) Fresamento assimétrico escalonado: A rotação da fresa se alinha com a direção do avanço, produzindo cavacos que começam grossos e vão se afinando gradualmente. Essa técnica geralmente oferece melhor acabamento de superfície, forças de corte reduzidas e maior vida útil da ferramenta, mas exige configurações de máquina mais rígidas para evitar vibrações.
A escolha entre o fresamento convencional e o fresamento assimétrico escalonado depende de fatores como a rigidez da máquina, o material da peça, os requisitos de acabamento da superfície e as características da ferramenta. Cada método apresenta vantagens e desafios exclusivos, exigindo uma consideração cuidadosa no planejamento do processo para otimizar os resultados da usinagem.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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