O processo de fresamento CNC é um dos métodos mais proeminentes na fabricação. Este processo utiliza vários materiais e os molda nas peças ou produtos desejados. No entanto, uma fresadora CNC pode realizar vários tipos de operações de fresagem para lidar com projetos complexos.
Fundamentalmente, cada operação envolve a remoção dos materiais de uma peça usando fresas fixadas ao fuso móvel. No entanto, as ferramentas e o movimento do fuso diferem de um tipo para outro.
Este artigo discutirá detalhadamente diferentes operações de fresamento, elaborando suas vantagens e aplicações. Ao final, você poderá escolher o processo de fresamento adequado para o seu projeto.
Como funciona a fresagem CNC?
O funcionamento de cada tipo de fresamento na usinagem envolve o desenho da peça impressa, a conversão do desenho em códigos G e M (instruções que a máquina CNC entende), ferramental e setup e execução do processo.
Vamos ver como a fresadora CNC executa operações de fresagem usando seus componentes e ferramentas de fresagem.
| Componente | Descrição |
| Interface de máquina | Um painel de controle que recebe as instruções de fresamento como código G e permite o controle dos parâmetros de fresamento, como velocidade, profundidade de corte, taxas de avanço e coordenadas de usinagem. |
| Fuso | O mandril ou dispositivo de fixação anexado ao fuso segura a ferramenta de usinagem, que pode se mover através da peça de trabalho por meio de um motor elétrico conectado e rolamentos mecânicos. |
| Cama ou mesa de trabalho | É uma superfície plana com ranhuras em T ou outros acessórios para montar a peça usando grampos ou tornos. A mesa de trabalho proporciona estabilidade da peça durante o fresamento. |
| Coluna | Uma estrutura robusta que fornece suporte vertical ao mecanismo do fuso. Isso torna o fuso estável enquanto se move ao longo do eixo z para usinagem. |
| Sela | Ele suporta o movimento da mesa de trabalho e proporciona estabilidade ao ajustar a posição da mesa de trabalho (posição da peça). |
| caramanchão | Um mandril contém uma ou mais fresas simultaneamente (extensão do fuso). |
| Ferramentas de corte | Ferramentas que removem o material da peça de trabalho com suas arestas de corte (ou pontas) afiadas. As ferramentas geralmente são feitas de materiais duros, como aço para ferramentas e metal duro. Por exemplo, fresas de topo, furadeiras, cortadores de esferas, etc. |
Além disso, a escolha dos tipos de operações de fresagem CNC de acordo com o projeto 3D garante o resultado ideal. Por exemplo, as operações de face suavizam superfícies, enquanto as operações de rosca cortam as roscas com precisão. Isso garante que cada tarefa específica seja abordada com a técnica mais adequada.
Uma breve visão geral
A diversidade de aplicações de tecnologia de fresagem CNC vem de sua diversidade na capacidade de executar diferentes operações de fresamento para atender a inúmeros requisitos de usinagem, desde uma ranhura até cortes intrincados. Discutiremos 12 deles mais tarde. Antes disso, vamos ver uma breve visão geral dessas operações.
| Operação de Fresagem | Descrição | Vantagens | Aplicações |
| Fresamento de face | Ele nivela as superfícies da peça de trabalho. | Alta taxa de remoção e acabamento liso. | Cabeçotes de cilindro, dissipadores de calor. |
| Moagem Simples | Torna a peça plana e cria contornos. | Remoção uniforme; usinagem leve. | Usinagem da camada externa. |
| Fresamento Lateral | Molda as laterais da peça de trabalho. | Forma perfis planos e ranhuras. | Suportes de suspensão e implantes médicos. |
| Fresamento Straddle | Fresa duas superfícies paralelas. | Slot paralelo eficiente. | Gabaritos, acessórios e engrenagens. |
| Moagem de gangues | Usa vários cortadores para recursos complexos. | Várias operações simultaneamente. | Blocos de motor e carcaça de transmissão. |
| Fresamento angular | Corta em ângulos específicos. | Cortes angulares de precisão. | Chanfros, ranhuras em T. |
| Fresagem de Formulário | Cria contornos irregulares. | Fresamento personalizado para formas complexas. | Lâminas de turbina e implantes ortopédicos. |
| Finalizar Moagem | Alimenta o trabalho na fresa final. | Perfis intrincados e acabamentos suaves. | Tarefas de usinagem detalhadas. |
| Fresamento com serra | Cortador grande para ranhuras e cortes. | Slotting eficaz | Slots, dividindo peças de trabalho. |
| Fresagem de engrenagens | Especializado em engrenagens. | Alta precisão nos dentes das engrenagens. | Todos os tipos de engrenagens. |
| Fresagem de Rosca | Corta roscas internas e externas. | Útil para furos grandes. | Motores, produtos necessários para montagem. |
| Fresamento CAM | Fresamento para componentes CAM. | Remoção precisa de material. | CAMs em sistemas mecânicos. |
Tipos de operações de fresamento baseadas na geometria da peça
Esta categorização é sobre o tipo de geometria que a fresagem pode criar. Pode ser uma superfície plana, características angulares, roscas, formas irregulares ou geometrias especializadas, como engrenagens ou CAM mecânico.
1. Faceamento
Esta operação nivela a superfície da peça de trabalho. Como parte dos processos de fresamento vertical, as fresas utilizadas neste método possuem um eixo de rotação perpendicular à superfície, alinhando a face da ferramenta paralelamente à peça. Conseqüentemente, os dentes afiados do cortador removem o material, enquanto a face final alisa a superfície.
Uma das principais vantagens deste método é a sua alta taxa de remoção de material, atribuída à geometria da ferramenta. Isso permite a produção rápida de peças com acabamento liso. A usinagem de face é particularmente eficaz para criar superfícies planas em aplicações como cabeçotes de cilindros automotivos e dissipadores de calor.
2. Fresamento Simples
Esta operação é específica para usinar superfícies planas e contornos na peça de trabalho. Usando fresas cilíndricas com dentes retos ou helicoidais, remove materiais para criar superfícies planas ou escalonadas, ranhuras e reentrâncias. O eixo da fresa se alinha paralelamente à superfície da peça de trabalho.
O fresamento simples é conhecido por sua capacidade consistente de remoção de material entre diversas operações de usinagem. É ideal para usinagem leve ou retoques de acabamento. Por exemplo, ele primeiro retira o material da camada externa de peças maiores, preparando o terreno para mais processos de usinagem.
3. Fresamento lateral
Como o nome diz, refere-se à usinagem de um lado da peça usando fresas laterais ou fresas de topo. As fresadoras verticais e horizontais podem realizar esta tarefa. Durante a operação, as bordas laterais da fresa rotativa (dentes laterais) removem material para formar superfícies verticais planas, bordas, ranhuras, ranhuras, contornos complexos, aletas e muito mais. A fresa possui canais helicoidais projetados especificamente para atingir as laterais do material, em contraste com operações que se concentram na superfície superior, como usinagem plana.
Esta técnica é particularmente útil em uma variedade de aplicações, incluindo a criação de suportes de suspensão automotiva, usinagem de canais ou ranhuras em componentes de aeronaves, produção de moldes para injeção ou fundição, fabricação de implantes médicos e construção de dissipadores de calor para aparelhos elétricos e eletrônicos.
4. Fresamento extensível
Este método se destaca pela capacidade de usinar simultaneamente duas superfícies paralelas em uma peça, mantendo distâncias uniformes entre elas.
Como o fresamento straddle consegue usinar duas faces em um único setup? Emprega dois ou mais cortadores laterais montados em um único eixo que removem cavacos da superfície do material durante a alimentação. Como resultado, esta operação é ideal para criar ranhuras paralelas, ranhuras e vários perfis em uma peça de trabalho.
Exemplos de aplicação: Gabaritos, acessórios, suportes, alavancas, engrenagens, rodas dentadas, caixas de transmissão e eixos para automóveis, etc.
5. Fresagem coletiva
Por que isso é chamado de moagem coletiva? Porque envolve múltiplas fresas – como fresas de topo, fresas de conformação e fresadoras de placas – montadas juntas em um único eixo para criar recursos complexos e detalhes intrincados. Esta configuração permite que várias operações sejam executadas simultaneamente em uma peça, resultando em redução do tempo de usinagem e aumento da eficiência.
Exemplos de aplicação;
- Primeiro, qualquer aplicação de fresamento requer vários recursos, como ranhuras, canais, ranhuras e superfícies planas.
- Blocos de motores automotivos e carcaças de transmissão.
- Fames, suportes, engrenagens, rodas dentadas e carcaças para diversos tipos de máquinas e ferramentas.
- Morre prototipagem e fabricação.
6. Fresamento angular
Recursos angulares em peças usinadas CNC geralmente são obtidos por meio de fresamento angular. Nesta operação, o eixo da fresa é inclinado em relação à superfície de usinagem, enquanto a peça é mantida na orientação necessária por meio de uma placa angular ou acessórios.
As fresas usinam a peça com precisão em ângulos específicos, que podem ser fixados como 45°, 60° ou 75°. Este método é usado para criar recursos como chanfros leves, chanfros, ranhuras em T, slides em cauda de andorinha e outros perfis geométricos complexos.
7. Fresamento de forma
Você sabe como as máquinas CNC criam contornos irregulares? Isto é conseguido através do fresamento de formas, que envolve o uso de fresas com formato negativo do contorno desejado. Por exemplo, para usinar uma pá de turbina, primeiro é feito um cortador com uma geometria que reflete o formato da pá. Este método permite a modelagem precisa e personalizada de projetos complexos.
Quando a fresa gira, ela atravessa a peça de trabalho ou a peça se move sob a fresa. Em seguida, as bordas da fresa cortam o material para criar a geometria desejada.
Exemplos de aplicação: Pistões com cúpula, implantes ortopédicos, lâminas de turbina, fabricação de moldes, corpo de guitarra, protótipos personalizados, etc.
8. Fresamento final
É um dos mais populares entre os diferentes tipos de operações de fresamento. As fresas de topo executam esta operação alimentando o trabalho em uma direção perpendicular ou angular. Enquanto isso, as múltiplas arestas de corte nas faces e na periferia da fresa de topo removem o material enquanto a peça é alimentada.
A fresagem de topo é extremamente favorável nas condições de usinagem onde você precisa: Um perfil intrincado, arestas precisas, ranhuras e ranhuras com profundidades variadas e um acabamento liso na superfície da peça.
9. Serração
O fresamento com serra é executado por uma fresa grande com dentes em toda a sua circunferência. Este método é particularmente útil para criar ranhuras estreitas e dividir a peça em duas partes. O cortador se move para baixo, cortando o material com alimentação contínua.
No entanto, as operações de serragem são geralmente mais lentas do que outros métodos devido ao grande tamanho da fresa, que pode gerar calor significativo durante a rápida remoção do material, causando potencialmente danos térmicos tanto ao material de trabalho quanto à fresa.
Além disso, as operações de serra CNC vão além de apenas ranhuras e tarefas de corte típicas de máquinas tradicionais. Eles também são capazes de produzir outras geometrias, como pequenas curvas ou perfis.
10. Fresamento de engrenagens
O fresamento de engrenagens é uma operação especializada usada para refinar engrenagens fabricadas em dimensões precisas e rugosidade superficial, ou para criar perfis de dentes detalhados. Por exemplo, ele pode refinar uma engrenagem cônica extrudada para atingir uma rugosidade superficial de Ra 1.2 µm. Em alguns casos, também pode fabricar um equipamento completo do zero.
As ferramentas usadas no fresamento de engrenagens incluem cortadores de engrenagens, fresadoras de engrenagens e fresas de conformação. Essas ferramentas permitem moldagem altamente precisa dos dentes das engrenagens, superando a precisão oferecida por outras técnicas de geração de engrenagens.
Além disso, esta operação pode lidar com quase todos os tipos de engrenagens, independentemente do formato e da complexidade, como engrenagens de dentes retos, engrenagens cônicas, engrenagens helicoidais e configurações de cremalheira e pinhão.
11. Fresamento de Roscas
Conforme o nome da operação, destina-se ao corte das roscas internas e externas da peça. Para roscas internas, uma ferramenta de inserção remove o material da superfície do furo existente para formar as roscas. Em contraste, ele pode produzir facilmente as roscas externas desejadas usando o tipo e tamanho correto de fresas ou fresas de rosca. Desde que o fresamento de roscas seja mais útil para roscas internas em furos grandes.
As peças para fresamento de roscas podem ser encontradas em todos os setores, desde motores automotivos até produtos de consumo. Em todos os lugares para montagem e outros fins.
12. Fresamento CAM
Os CAMS são componentes essenciais em diferentes sistemas mecânicos e máquinas para converter movimento linear em rotacional ou vice-versa. Enquanto isso, a operação de fresamento CAM produz esses componentes com uma ferramenta de cabeçote de mergulho. Esta ferramenta facilita a rotação da peça para posicioná-la de forma que a ferramenta possa remover os materiais da superfície de acordo com o perfil CAM projetado.
Diferentes tipos de operações de fresagem CNC baseadas em mecanismos de fresagem
Existem três variações principais de operações em fresadoras: manual, CNC e convencional e ascendente.
1. Fresagem Manual
Nas operações manuais, o operador coloca manualmente a peça de trabalho e as ferramentas na máquina. Parâmetros de fresamento como profundidade de corte, RPM e avanço também são ajustados manualmente.
O controle do movimento da fresa é manual, permitindo ao operador cortar a peça na direção e orientação desejadas para moldá-la de acordo. Além disso, os ajustes na base de fresagem podem ser feitos por meio de um volante. Embora as operações manuais sejam mais demoradas e menos precisas, elas proporcionam flexibilidade em termos de custo e personalização.
2. Fresagem CNC
A fresagem CNC é a operação mais precisa e rápida devido à automação no processo de usinagem. O controle computadorizado do movimento da ferramenta e do posicionamento da peça elimina a chance de erros e reduz significativamente o tempo. Quase todas as operações são possíveis com uma fresadora CNC, embora as ferramentas ou fresas certas sejam necessárias para qualquer operação específica.
As mais recentes máquinas multieixos (3 a 6 normalmente) permitem formas e detalhes complexos na peça de trabalho com maior precisão. Consequentemente, as aplicações são mais amplas do que qualquer outra fresagem, desde componentes automotivos e aeroespaciais até componentes médicos.
3. Fresamento Convencional e Fresamento Subido
Fundamentalmente, estas duas operações envolvem mecanismos de alimentação diferentes. No fresamento convencional, a ferramenta (ou fresa) gira no sentido oposto ao sentido de avanço. Em contraste, no fresamento concordante, a ferramenta gira ao longo da direção de avanço.
| Característica | Fresagem Convencional | Fresagem ascendente |
| Revestimento de superfície | Relativamente mais áspero | Mais suave e de maior qualidade |
| Desgaste da ferramenta | Maior devido à ação de fricção | Abaixar devido ao corte de cisalhamento |
| Remoção de Material | Abaixe | Mais elevado |
| Materiais | Materiais mais macios | Materiais duros e consistentes |
Além disso, duas outras técnicas ou operações populares são o fresamento vertical e horizontal com base na orientação do fuso. Para uma compreensão aprofundada, você pode ler Fresamento horizontal vs. vertical clique aqui.
Como escolher as operações de fresamento corretas?
Você sabe quantas operações são necessárias para criar uma caixa de câmbio automotiva? A resposta é muitas, incluindo fresamento de faceamento, fresamento de topo e fresamento de engrenagens. É apenas um exemplo que mostra que diferentes operações criam cumulativamente uma peça final. Aplica-se a quase todos os projetos.
Portanto, somente escolhas corretas de operações de acordo com o modelo 3D garantem o sucesso do projeto. Para isso, considere os fatores que influenciam o resultado dos diversos tipos de operações realizadas em uma fresadora.
tipo de material
Primeiro, o tipo de material de trabalho impacta significativamente as escolhas dos tipos de operações de fresamento CNC, pois variações na diferença de propriedades impactam diretamente a taxa de remoção de material e o desgaste da ferramenta.
Assim, a operação que você deseja utilizar deve ser compatível com propriedades como dureza, condutividade térmica e tenacidade. Por exemplo, o fresamento convencional é um desafio para moldar materiais duros como aço para ferramentas.
Acabamento desejado
Os requisitos de acabamento superficial são outra consideração na seleção da operação de fresamento para o seu projeto. Isso ocorre porque cada operação produz uma superfície com diferentes níveis de rugosidade. Assim, selecione a operação que consiga atingir o valor Ra necessário para a funcionalidade e estética do produto final.
| Operação de Fresagem | Valor Ra de rugosidade (μm) |
| Fresamento de face | 0.8 - 3.2 |
| Finalizar Moagem | 0.8 - 6.3 |
| Fresagem de ranhura | 1.6 - 6.3 |
| Fresagem de Rosca | 1.6 - 3.2 |
| Fresagem de engrenagens | 1.6 - 3.2 |
Complexidade Geométrica
Nem todas as técnicas de fresamento podem criar detalhes complexos e intrincados em uma peça. Algumas operações são adequadas apenas para perfis e formas simples, como técnicas planas, de face e de ranhura. Por outro lado, operações como extremidade, rosca e engrenagem são conhecidas por sua capacidade de produzir peças e componentes complexos.
Outra coisa na consideração da complexidade do projeto é se você pode otimizar o caminho da ferramenta com a operação escolhida conforme necessário ou não.
Considere os parâmetros e configurações da máquina
Os parâmetros da máquina, como velocidade do fuso, avanço e profundidade de corte, são cruciais na seleção das operações de fresamento corretas. A razão é que esses parâmetros afetam o acabamento, a precisão e a velocidade de produção. Além disso, as configurações da máquina, como capacidade de movimento do eixo, retenção do trabalho e rigidez, também devem ser compatíveis com a operação de fresamento que você deseja executar.
Selecione a fresa certa para diferentes operações de fresamento
Nem todas as fresas são compatíveis com todas as operações de fresamento. Cada tipo de operação possui seu próprio conjunto de fresas compatíveis, e usar o tipo errado pode resultar em resultados abaixo da média ou até mesmo danificar a ferramenta e a peça de trabalho.
Além disso, a especificidade é crucial mesmo após a seleção da operação. Por exemplo, ao escolher uma fresa para usinagem final, as opções incluem extremidade plana, ponta esférica ou raio de canto, cada uma adequada para diferentes aplicações.
Conclusão
Formas e recursos complexos em fresamento CNC só são possíveis selecionando as operações apropriadas para o seu projeto. Cada operação oferece vantagens e capacidades exclusivas para a criação de geometrias específicas. Além disso, máquinas avançadas e um conjunto adequado de ferramentas de corte são essenciais para realizar estas diversas operações de forma eficaz. Só então os resultados exatos desejados podem ser alcançados.
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Perguntas
Os tipos básicos de fresadoras incluem fresadoras horizontais e verticais. Aqui, as categorizações são baseadas no movimento dos eixos e na orientação das máquinas.
Normalmente, o fresamento de formas é conhecido como a operação de fresamento mais precisa, pois envolve um mecanismo de passagem única que reduz significativamente a deflexão e as imprecisões da ferramenta.
A operação de fresamento de engrenagens tende a incorrer no custo mais alto porque requer cortadores especializados, longos tempos de ciclo e configurações precisas.
O Fresamento Simples ou Fresamento de Laje é o mais econômico. Envolve cortadores simples e um mecanismo direto de remoção de material de uma superfície plana. No entanto, você não pode criar formas complexas apenas com esta operação.
