Fresamento: Definição e Tipos

FRESAMENTO 131 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço FRESAMENTO 1 Definição É a operação de usinagem com formação de cavaco que se caracteriza pela utilização de ferramenta multicortante fresa que possui arestas cortantes dispostas simetricamente ao redor de um eixo A ferramenta é provida de movimento de rotação movimento de corte ao redor de seu eixo permitindo assim que cada uma das arestas cortantes dentes navalhas ou facas retire a parte de material que lhe compete O movimento de avanço translação que permite a continua retirada de cavaco geralmente é realizado pela mesa da máquina a qual na peça a ser usinada é fixada Este último movimento obriga a peça a passar sob a ferramenta que lhe dará a forma e dimensão desejada O número de dentes da ferramenta é indicado pela letra Z 2 Tipos de Fresamento Quanto à disposição da parte ativa arestas cortantes 21 Fresamento Frontal ou de Topo Os dentes em trabalho se fixam na superfície plana da ferramenta A superfície gerada na peça é perpendicular ao eixo de rotação da fresa São chamadas fresas frontais ou de topo O fresamento frontal pode subdividirse em 211 Fresamento frontal simétrico O eixo de simetria da superfície em usinagem coincide com a trajetória do eixo de rotação da ferramenta 212 Fresamento frontal assimétrico O eixo e a trajetória não se superpõem 22 Fresamento Cilíndrico Tangencial As navalhas atuantes estão presas na superfície cilíndrica da fresa A superfície gerada é paralela ao eixo de rotação da ferramenta São chamadas de fresas cilíndricas ou tangenciais Neste fresamento sempre se tem 90 O fresamento tangencial pode subdividirse em 221 Fresamento tangencial concordante ou anticonvencional Os movimentos de corte e de avanço têm o mesmo sentido 222 Fresamento tangencial discordante ou convencional Têm sentidos opostos FRESAMENTO 231 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço Evidentemente estes dois modelos são os normais e mais encontrados na usinagem da grande maioria de formatos geométricos de componentes mecânicos não se podendo todavia deixar de acrescentar ferramentas cujos dentes de corte são incorporados a superfície com uma obliqüidade qualquer em relação ao seu eixo de rotação ou mesmo a superfície curvilínea de inclinação relativa variável em cada ponto utensílios estes que devem receber tratamento teórico especial 3 Processo da Formação do Cavaco 31 O mecanismo da formação do cavaco é o mesmo dos demais processos mas a forma do cavaco é de uma vírgula com espessura variável 32 Seção de Corte do Fresamento Cilíndrico Tangencial Para ambos os tipos de fresamento concordante ou discordante a expressão é a mesma Z n sen v p sen p a p a s a d c O avanço de corte ac adsen é variável com sendo máximo para o ângulo de contato do dente medido entre os raios da fresa nos pontos em que o dente inicia e finda o corte durante uma rotação Da figura anterior temse 0 0 Z n sen v p sen p a s a d máx d e e d 4 d 4 d 2 d e 2 d 4 d 2 d 2 m sen 2 2 2 2 2 0 d e ed 2 sen 0 e ed d p a 2 s d máx 90 h acsen acsen 90º ac1 h ac Também 90 sen p sen p b b p FRESAMENTO 331 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço 33 SEÇÃO DE CORTE NO FRESAMENTO FRONTAL OU DE TOPO para 90 331 Fresamento Frontal Simétrico Como se disse o eixo de rotação da fresa translada em trajetória coincidente com o eixo de simetria da superfície em usinagem na peça a Fresamento Frontal Simétrico de Rasgo ou de Canal com 90 Z n v a h sen a a 180 h a e d a d máx c máx d c o 0 b Fresamento Frontal Simétrico Comum também com 90 e d d e 2 d 2 e 2 o sen sen a h a d c a h a d máx c máx 0 h a mín c mín 2 o 90 332 Fresamento Frontal Assimétrico com 90 0 h h a sen a a mín c mín d c Z n v a h a a d máx c máx posição favorável j 005d FRESAMENTO 431 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço 34 SEÇÃO DE CORTE PARA UM ÚNICO DENTE EM OPERAÇÃO s pac bh a Para o Fresamento Cilíndrico Tangencial e e d d 2 p a sen p a p a s d 0 d c máx máx e ed d a p 2 0 s s d max méd b Para o Fresamento Frontal ou de Topo b1 Simétrico Comum max m s s b2 Simétrico de Rasgo 2 s s max m b3 Assimétrico max m 07 s s 35 SEÇÃO DE CORTE MÉDIA PARA VÁRIOS DENTES EM OPERAÇÃO Também válida para dentes helicoidais O volume de cavaco removido pela fresa em um minuto de trabalho é dado por a 1 v Q p e mm3min na direção de avanço e m 1 Q 1000 v s mm3min na de corte s 1000 d n Z n 1000 a e p m d d Z a p e s d m mm2 4 FORÇAS E POTÊNCIAS DE CORTE 41 FRESAS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS 90º 411 Força de Corte Pc É a componente da força de usinagem na direção de corte componente tangencial FRESAMENTO 531 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço Pc ks s ks b h Para ambos os movimentos concordante ou discordante temse h ac sen ad sen sen ad sen pois nas fresas cilíndricas de dentes retos temse 90º e portanto sen 1 Como va an adZn então Z n v a a d e Z n sen v h a mmdente espessura de corte instantânea válida para o ponto de endereço Na realidade o valor efetivo de h he é pouco menor que o calculado pela expressão acima para o movimento discordante e pouco maior para o movimento concordante mas o erro é desprezível A força de corte Pc passa a ser Pc ks b h Z n sen b v k P a s c Como h varia em cada instante com Pc variará também em grandeza e direção Segundo KIENZLE o cálculo de Pc pode ser feito pela expressão empírica Pc ksbh com ks ks1h z Então Pc ks1h zbh z 1 s1 c b h k P ou z 1 z 1 a s1 c sen Z n v b P k kgfdente Para a usinagem de peças comuns geralmente no formato de prismas retangulares em fresadoras convencionais são constantes ks1 b va Z n e z de tal sorte que se pode escrever kgfdente constante e z 1 j cj z 1 a s1 k sen P Z n v b k k em que o índice j representa um dente ativo qualquer de ordem j colocado no endereço genérico j Para que uma faca esteja atuando é indispensável que permaneça no intervalo 0 j 0 Essa expressão permite o cálculo de Pc em cada ponto posicionado pelo ângulo j endereço em que está atuando o dente neste instante Mas como sua integração para o cálculo da potência é difícil e muito trabalhosa usase então um valor médio da pressão específica de corte km definido para uma espessura de corte média hm medida em um ponto médio do percurso isto é para 0 m 2 1 Fazse então km f1hm hm f2m onde 0 m 2 1 Dessas aproximações resulta a fórmula Pc kmb h a sen n Z b v k P m c 412 Potência de Corte Média O trabalho elementar de um dente para uma volta da ferramenta será d Frd FRESAMENTO 631 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço 1000 1 d 2 d P dT c kgfm Substituindo Pc pelo valor anterior vem 2000 1 d sen n Z d b v k dT a m e d sen Z n 2000 d b v k T 0 a m 0º onde 0 o 0 0 0 1 cos cos 0 cos cos d sen 0º 0º como d 2 e co s d 1 2 e 1 2 d e 2 d cos 0 0 O trabalho de um dente durante uma rotação será d e 2 Z n 2000 d b v k T a m Z n 1000 b e v k T a m kgfm Para os Z dentes e as n rpm da fresa temse o trabalho de corte da ferramenta na unidade de tempo um minuto N t ou seja a POTÊNCIA DE CORTE 75 60 Nc T Z n CV 60 75 1000 b e v k N a m c CV com Z n a v d a ou a m 7 x c b e v k 222 10 N CV Para obterse km fazse 2 cos 1 Z n v sen 2 a sen a h 0 a 0 d m d m Como d 2 e cos 1 0 vem finalmente d e Z n v h a m e z m s1 m h k k 413 Força de Corte Máxima Obtémse de qualquer expressão já deduzida para 0 máximo ou sen máx sen z 1 0 z 1 a s1 cmáx sen Z n v b k P com ks1 e z retirados da tab v1 fl 2630 de KienzleHaidt 0 a s cmáx sen n Z b k v P sendo ks encontrado no gráfico de Graupner fig 52 folha 2730 para 0 a 0 d máx Z n sen v sen a h ou z máx s1 s h k k com ks1 e z tirados do mesmo gráfico folha 2730 ou da tab v1 fl 2630 de KienzleHaidt FRESAMENTO 731 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço 0 a m c máx sen n Z b v k P sendo km determinado pelo gráfico da folha 2730 onde se entra com d e Z n v h a m ou obtido da tabela da folha 2630 Esta expressão apresenta um resultado maior que o valor real A primeira expressão é a que mais se aproxima do valor real sendo assim a mais indicada para uso 414 Momento de Torção O momento de torção no eixo da fresa vai depender da força de corte Pc e do número de dentes N em trabalho no mesmo instante P 2 d M cj t Como já foi dito e aqui se repete pela facilidade que acarreta para a usinagem de peças comuns geralmente no formato de prismas retangulares em fresadoras convencionais são constantes ks1 b va Z n e z de tal sorte que se pode normalmente escrever kgfdente k sen constante e P Z n v b k k z 1 j cj z 1 a s1 em que o índice j representa um dente qualquer de ordem j posicionado no endereço genérico j Para o cálculo do momento torçor máximo fazse um esquema da fresa em trabalho colocandose o dente ativo mais adiantado de todos na posição crítica recebendo a maior força o endereço j 0 obrigando desse modo as demais navalhas atuantes que se lhe seguem e a que estão rigidamente ligadas também a se adiantarem no máximo assegurandolhes individualmente o ângulo o seno de e daí o Pc maior possível Temse assim em um certo instante indicado na figura No caso o máximo será 2 d P P P M c3 c2 c1 t máx com k sen sen Z n v b k b h k P k sen sen Z n v b k h b k P k sen sen Z n v b k h b k P 1 z 3 1 z 3 1 z a 1 s 1 z 3 s1 3 c 1 z 1 1 z 1 1 z a 1 s 1 z 1 s1 1 c 1 z 2 1 z 2 1 z a 1 s 1 z 2 s1 c2 FRESAMENTO 831 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço onde Z 2 360 2 Δ Δ Z 360 Δ x x 3 3 2 1 3 3 2 0 3 O momento torçor mínimo irá ocorrer logo em seguida à saída da peça do dente ativo mais adiantado de todos anteriormente posicionado em j 0 ocasião em que os demais sempre rigidamente ligados àquele estarão atrasados de o máximo de recuo individual possível O numero de dentes em operação simultânea pode ser calculado por 360 Z N 1 360 Z 1 Z 360 1 Δ N 0 mín 0 0 0 máx Para que uma faca esteja atuando é indispensável que permaneça no intervalo 0 j o e a posição de um dente condicionará a de todos os demais pelo afastamento uniforme de 360Z entre navalhas adjacentes Assim o momento torçor máximo ocorrerá na condição de N 0 e o mínimo na de N 0 com o índice N indicando o dente mais adiantado da posição inicial 10o O momento de torção médio pode ser calculado através da potência média de corte Ncm d M 2 2 kgfmm P d P n 716200 N 200 cv M 716 n M N tm x cm cm cm x m t tm cm m m a m m c a m m c cm p e k 000 v 1 p e v k P 000 60 75 1 p e v k 75 60 v P N sendo v v 1000 e e a m onde em é a espessura de penetração equivalente Na determinação de km usamse equações em função da potência média de corte Nc e do momento torçor médio Mt m a cm m e v p N 4500000 k m m t m p e d M 2 k Como a diferença entre a espessura de corte h para os movimentos concordantes e discordantes é mínima podemse usar as mesmas fórmulas para os dois tipos de movimento 415 Volume de Cavaco 90 O volume de cavaco removido por um dente em uma volta da fresa pode ser calculado por 0 0 1 2 d b h d V pois b p h ac já que sen sen 90º 1 Mas h ad sen FRESAMENTO 931 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço 0 0 d 1 d sen a 2 b d V como d 2 e 1 cos d sen 0 0 0 d d 1 a e b d e 2 2 b d a V d 1 a V b e mm3 denterot O volume total arrancado por minuto pela fresa que gira com suas Z facas a n rpm será V V1Zn beadZn beva va V p e mm3 min 416 Componentes da Força de Usinagem Além da força tangencial de corte Pc existe também a componente radial Pr que é importante no dimensionamento da máquina Compondo essas duas obtémse a força resultante Pt chamada força ativa que vai agir no eixo da fresadora Esta resultante Pt pode ser também decomposta na direção de avanço para obterse a força de avanço Pa e na direção perpendicular a ela para determinarse a força de apoio Pap Da figura a seguir tirase P P P P P P P Tg 2 ap 2 a 2 r 2 c t c r O valor da relação Pr Pc vai depender do ângulo dos ângulos de corte e do tipo de movimento concordante ou discordante P P Tg c r No movimento discordante temse Pa Pt cos Pa p Pt sen FRESAMENTO 1031 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço E no concordante Pa Pt cos Pa p Pt sen Os valores médios de Pa Pap e Pr foram obtidos experimentalmente por Graupner em função da força tangencial média Pcm e anotados no quadro a seguir FRESAMENTO Pr mPc m Pa mPc m Pap mPc m CONCORDANTE 035 040 080 090 075 080 DISCORDANTE 035 040 100 120 020 030 417 Potência de Avanço A potência de avanço para o acionamento da mesa da fresadora será 60 75 1000 v P N a m a a CV Com Pa m 11 Pc m movimento discordante e v 1000 b e v k P a m c m temse 60 75 v 10 e b v 11 k N 6 2 a m a CV Comparandose com a potência de corte sabendose que pb temse v 1000 v 11 60 75 1000 p e v k 60 75 v 10 e b v 11 k N N a a m 6 2 a m c a Porém devido ao baixo rendimento do mecanismo de avanço fazse Na 015 Nc donde c m e 015 N N da mesa da fresadora 42 FRESAS FRONTAIS OU DE TOPO Recomendase o corte assimétrico com o eixo de rotação da fresa situado dentro da superfície em usinagem da peça para obterse um contato favorável entre a aresta cortante e o material a ser trabalhado FRESAMENTO 1131 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço A prática recomenda para obter condições ótimas de usinagem o seguinte diâmetro de fresa 060 e d para aços conformados mecanicamente forjados laminados etc 075 e d para ferro e aço fundidos Para as ferramentas de metal duro é necessário que a pastilha toque o material da peça inicialmente em um ponto o mais distante possível das arestas principal e transversal de corte devido à fragilidade desta região Tempo de choque É o tempo decorrido entre o primeiro toque e o contato completo da seção do cavaco com o inserto As pesquisas sobre usinagem indicam que o tempo de choque deve ser o maior possível para minimizar o efeito prejudicial sobre a vida da pastilha Para que o tempo de choque seja o maior possível devese ajustar nas fresas frontais uma distância de montagem j bem pequena obtendose o posicionamento ideal com 005d e 2 d j 1 Do mesmo modo que nas fresas cilíndricas de corte tangencial os pontos das arestas de corte vão descrever ciclóides alongadas e a espessura de corte h variará com o ângulo segundo a expressão h ac sen ac ad sen h ad sen sen 421 Força de Corte Pc Pc ks s ks b h ksbadsen sen sen n Z k b v sen P a s c FRESAMENTO 1231 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço Segundo o critério de KIENZLE temse ks ks1 h z donde Pc ks1 b h 1 z ou seja z 1 1 z a 1 s z 1 d s1 c sen n Z sen v b k sen sen a b k P ou Pc ks p ac ks p ad sen Os valores de ks1 e z podem ser obtidos do gráfico de Graupner figura 52 fl 2730 ou da tabela v1 fl 2630 de KienzleHaidt sendo ks calculado com sen n Z sen v h a A espessura média de corte é dada por 1 2 2 1 m d h h 2 1 d 1 2 m d sen sen a 1 h cos sen cos a 1 h 2 1 d 1 2 m onde d 2 e cos d 2 e cos 2 2 1 1 Z n v a d 2 e cos cos a d 2 1 Os valores de ks e ks1 podem ser obtidos da figura da fl 2730 ou da tabela da fl 2630 recém citados sendo hm calculado pelas fórmulas 1 2 a m n d Z sen e 2 v h para em radianos e 0 a m Z n d 360 v e sen h com em graus 422 Potência de Corte O trabalho de corte feito por um dente no percurso 0 entre os ângulos 1 e 2 será 2 1 c d 2 d P T e para uma pressão específica de corte média km 2 1 m 2 d b h d k T 2 1 d m d sen sen 2 a d b k T 1000 2 d cos cos sen b a k T x 2 1 d m kgfm FRESAMENTO 1331 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço Pela figura temse d 2 e cos d e 2 cos 2 2 1 1 logo 2000 d d 2 e d 2 e b sen a k T 2 1 d m kgfm 1000 1 sen e b a k T d m A potência de corte média para n rotações por minuto da fresa de Z dentes será 75 CV 60 Z n Nc T sen CV 75 1000 60 Z n e b a k N d m c Como Z n v a a d CV 60 75 1000 sen v e b k N a m c como p bsen temse 500 000 CV 4 v p e k N a m c Esta fórmula é idêntica à das fresas tangenciais sendo z m 1 s m h k k Z n v a a d e 1 2 0 km é calculado pela expressão acima para uma espessura de corte dada pelas relações já deduzidas 1 2 a m n d Z sen e 2 v h para em radianos ou 0 a m Z n d 360 v e sen h para em graus 423 Momento de Torção É obtido pela fórmula conhecida FRESAMENTO 1431 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço j c t P 2 d M sendo 1 z j 1 z a s1 j c sen Z n v sen b k P Como se sabe na usinagem usual a constância de ks1 b va Z n e z permite escrever kgf dente k sen constante e P n Z sen v b k k 1 z j cj 1 z a 1 s em que o índice j representa um dente qualquer de ordem j posicionado no endereço genérico j Para que uma faca seja ativa é indispensável que permaneça no intervalo 1 j 2 e a posição de um dente condicionará a de todos os demais pelo afastamento uniforme 360Z entre navalhas adjacentes O momento torçor máximo assim como o mínimo só poderá ser obtido por método numérico iterativo localizandose uma navalha qualquer em uma posição inicial e dando se diminutos deslocamentos angulares para calcular o valor do somatório dos momentos produzidos pelas forças que estão atuando em todos os dentes ativos em cada um desses instantes programados O momento torçor pode ser também determinado para várias situações como por exemplo quando um dente inicia o corte j 1 quando termina j 2 quando passa por um ponto qualquer etc A figura anterior apresenta o instante de uma navalha iniciar o corte quando se tem P P 2 P d M cc cb ca t sendo 1 z a c a k sen P com 1 b 1 z b cb k sen P com Z 360 a a b 1 z c cc k sen P com Z 2 360 a b c ou sen sen sen Z n v sen sen p 2 k d M 1 z c 1 z b 1 z a 1 z a s1 t O numero de dentes em operação simultânea pode ser calculado por 360 Z 1 N 360 Z 1 Z 360 1 N o mín o o o máx 5 CÁLCULO DO TEMPO DE CORTE a a c v l t min expressão geral válida para todas as operações de usinagem FRESAMENTO 1531 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço 51 NO FRESAMENTO FRONTAL OU DE TOPO com 90o 1 2 min v sen 2 1 d l v l t a 1 a a c No posicionamento ideal j005d temse 0218 d m 0 05d 2 d m 2 m com d 2 d l l 2 2 2 a v 0 218d 2 d l v l t a a a c min v 0 282 d l t a c 52 NO FRESAMENTO CILÍNDRICO TANGENCIAL com 90o e d e m e 2 d m 2 d 2 2 2 min v e e d l v l t a a a c FRESAMENTO 1631 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço EXERCÍCIO PROPOSIÇÃO Nos faceamentos indicados para reduzir de 5 mm a altura da peça considere 1 Peça forjada de aço carbono comum meioduro ABNT 105060 DIN St 7011 com resistência t 7478kgf mm2 nas dimensões brutas de 105 x 400 x 125 mm3 2 Máquinas com parâmetros reais em pg de razão n 158 rpm para as rotações da árvore e a 112 mmmin para as velocidades de avanço da mesa 3 Cálculos com precisão mínima de três casas decimais para determinar 1a Questão No fresamento cilíndricotangencial figura anterior com fresa de Ø75 o tempo de corte e a potência do motor da máquina pelos critérios de Kienzle e Graupnervolumétrico 2a Questão No fresamento frontal ou de topo figura seguinte com fresa de facear de metal duro o tempo de corte e a potência do motor pelos métodos gráfico e volumétrico de Graupner FRESAMENTO 1731 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço SOLUÇÃO 1a QUESTÃO a Tempo de corte Pela tabela da folha 2230 Indicação Geral do Material da Fresa o tipo de fresa tangencial deve ser de preferência de aço rápido AR para a usinagem de peça de aço meio duro com indicação B bom superior a Re regular do metal duro ou da estelita em desuso Da tabela II3 fl 2530 Número de Dentes e Ângulos de Fresas de Aço Rápido a fresa do tipo cilíndricotangencial na usinagem de peça de materiais tenazes com 75 t 76 kgfmm2 100 com diâmetro Ø75 deverá ter o número de dentes Z 12 Da tabela de Avanço por Dente e Velocidade de Corte fl 2930 para peça de aço com resistência de 76 kgfmm2 média entre 7478 correspondente à dureza HB 76036 211111 Brinell no intervalo HB150250 usinada por fresa de aço rápido cilíndrica vem por interpolação linear os valores de adi e vi 211111 Hb v 150 a hb 70 v 00 15 250 A HB 50pés min v 0 008pol dente a i i d D d ad i 0011 x 254 0272 mmdente vi 57778 x 03048 17611 mmin Daí d 1000 v n x i x 75 17611 1000 x x 747 rpm n 63 n 100 158 fl 3030 máquina e vai ad x Z x n 0272 x 12 x 63 2059 mmmin 224 112 fl 3030 máquina a a 200 v Logo 2094 min t cc 200 708 418 200 5 5 75 400 v e ed l v l t a a a cc b Potência do motor por Kienzle Com os valores já calculados temse a espessura de corte média 75 5 63 12 200 d e Z n v h x a m hm 0068 mmdente Da tabela Valores da Pressão Específica de Corte de KienzleHaidt folha 2630 para material de especificação DINSt 7011 ou ABNT 1060 com resist t 75 76 kgfmm2 tirase 1 z 080 e ks1 226 donde 02 z m s1 m 0068 226 h k k km 386559 kgfmm2 Nc 10738 CV 10587 hp 500000 4 559 125 5 200 386 60 75 1000 v p e k N x x x a m c FRESAMENTO 1831 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço Interpolando na tabV4 fl 2830 Rendimento Mecânico Total da Transmissão segundo a Kearney e Trecker com Nc 10587 hp 10587 N 12 N hp N 20 N 28 n 15 n c m ct MT ct mt temse a potência do motor Nm 18141 hp c Potência do Motor por Graupner Volumétrico O volume de cavaco possível de ser removido por uma fresadora em um minuto de trabalho é dado por V p e va no caso V 125 5 200 125000 mm3min Da tabV3 fl 2830 Valores do Fator de Remoção do Cavaco segundo Graupner tem se para peça de aço carbono com resistência t 76 entre 70 e 85 kgfmm2 usinada por fresa cilíndrica o fator V 10000 mm3kwmin 10000 x 0746 7460 mm3hpmin donde a potência de corte Nc VV Nc 1250007460 16756 hp por interpolação na tab V4 fl2830 já conhecida 16756 N 21 N hp N 30 16 3 N n 25 n c m ct MT ct mt a potência do motor da máquina Nm 25485 hp 2a QUESTÃO a Tempo de corte Para o fresamento frontal de peça de aço conformado forjado recomendase especificar uma fresa de diâmetro ideal Ødi e06 12506 2083 Da tabela II1 fl 2330 Números de Dentes Recomendados para Fresas selecionase do estoque a fresa frontal de dentes postiços insertos de metal duro de diâmetro o mais próximo possível de 2083 ou seja Ød 200 com Z 8 dentes para o desbaste da peça de aço já que sua rugosidade superficial conforme especifica o desenho é Ra 80 m 200 m Da tabela II2 fl 2430 Valores Recomendados dos Ângulos das Fresas segundo Schallbroch para fresas de facear de dentes postiços de a r ou m d e peça de aço carbono com resist t até 76 kgfmm2 retirase a especificação do ângulo de posição 60º Interpolando na tabela já utilizada de parâmetros ideais de fresamento fl 2930 para fresa de metal duro de facear e peça de aço de dureza Hbi 76036 211111 BHN no intervalo de HB150250 obtêmse os parâmetros ad i e vi 211 111 Hb v 150 a hb 450 V 0 015 250 A HB 300pés min v 0 010pol dente a i i di D d FRESAMENTO 1931 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço ad i 0012 254 0303 mmdente v i 358333 03048 109220 mmin 1738 200 1000 109220 ni 250 n 160 158 fl 3030 máquina va i 0303 x 8 x 160 3883 v 400 355 112 fl 3030 máquina a e o tempo de corte 400 456400 400 0282 200 400 v 0 282 d l t a cf min t cf 1141 b Potência do Motor por Graupner Gráfico A potência de corte é dada por CV 60 75 1000 p e v k N x x a x x x m c com z m 1 s m h k k 0 x x x x x a x x m d n e sen 360 v h 1 2 0 Considerandose a fresa na posição ideal temse o 1 25842 90 d 0 05 d 50 2 d j d 50 2 d 2 e cos 1 1 e o 2 110487 0 350 200 0 45 200 125 2 d j d 50 e 2 d e e 2 d 2 e cos x 1 2 2 Daí 0 110487 25842 0 84645o Assim 160 200 84645 8 360 400 125 sen60º h x x x x x x x m hm 0229 mm Do Gráfico de Graupner fig 52 Determinação da Pressão Específica de Corte Média fl 2730 para o material DIN St 70 com equivalência aproximada do ABNT 10501060 aço carbono tiramse ks1 254319 e z 0219 donde 0219 m 229 0 254319 k km 351221 kgfmm2 e Nc 19239 hp 19512 CV 19512 0986 hp N 500000 4 221 5 125 400 351 N x c x x x c Da tabela já citada fl 2830 por interpolação linear 19239 N 21 N hp N 30 16 3 N n 25 n c m ct MT ct mt vem Nm 28127 hp FRESAMENTO 2031 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço c Potência do Motor por Graupner Volumétrico O volume de cavaco retirado pela fresadora em um minuto de trabalho é dado por V peva 5 x 125 x 400 V 250000 mm3min A tabela V3 fl 2830 já conhecida e utilizada permite obterse para o material aço carbono com resistência 70 t 76 kgfmm2 85 usinado por fresa frontal o fator de remoção de cavaco V 12000 mm3kwmin 12000 x 0746 8952 mm3hpmin Estes valores permitem calcular 952 8 000 250 V V Nc Nc 27927 hp chegandose à potência do motor da fresadora Nm por interpolação linear na tabela da fl 2830 temse 27927 N 30 N hp N 40 21 N n 30 n c m ct MT ct mt Nm 37696 hp FORMULÁRIO DE INTERPOLAÇÃO LINEAR 1 Para calcular ad i mmdente e vi m min conhecido Hbi e retirados HB hb AD ad V e v da Tabela Avanço por Dente e Velocidade de Corteda fl 2930 mmdente 25 4 hb HB Hb a HB A a a x i d x D d d i 0 3048 mmin hb HB Hb v HB V v v x i i 2 Para obter Nm hp conhecido Nc hp com os valores da tabela Rendimento Mecânico Total da Transmissão fl 2830 identificados pelo índice t T hp n N n N n N n N ct CT ct c mt MT mt m FRESAMENTO 2131 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço FRESAMENTO 2231 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço INDICAÇÃO GERAL DO MATERIAL DA FRESA Aço Ferro Fundido Tipo de Fresa Material da Fresa Mole Médio Duro Aço Fundido Aço inox Cinzento Branco Não Ferroso Não Metálico Tangencial AR Stel MD B Re B B Re Re Re Ru Re B Ru Re B Ru Ru B B B Ru Ru B Re B B B B de Haste AR Stel MD B Re B B Re B Re Ru B B Ru B B Ru Ru B B B Ru Ru B B Re B B B B Frontal e de disco AR Stel MD B B B B Re B Re Ru B B Ru B B Ru Re B B B Ru Ru Re B B B B B B Serra AR Stel MD B B B B Re Re B B B B B Ru Re B B B B de Ranhuras AR Stel MD B Re B B Re B Re Ru Re B Ru Re B Ru Ru B B B Ru Ru Re B B B B de Forma AR Stel MD B Re Re B Re Re Re Ru Ru B Ru Re B Ru Ru B B Ru Re B B B Re B Código AR Aço Rápido Stel Estelita MD Metal Duro B Bom Re Regular Ru Ruim FRESAMENTO 2331 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço Tabela II1 NÚMEROS DE DENTES RECOMENDADOS PARA FRESAS Fresas de Disco Fresas Frontais de Dentes Postiços Metal Duro p Aço Diâmetro mm Fresa tangencial de aço rápido Fresa de Haste Aço Rápido Metal Duro Aço Rápido p Aço Desbaste Acabamento Metal Duro p Fo Fo 50 63 80 6 8 8 4 5 6 8 6 8 10 10 12 100 125 160 10 12 14 14 16 18 8 10 10 14 10 12 12 8 8 8 10 8 8 10 180 200 225 20 22 12 18 14 14 16 8 8 10 10 12 14 12 12 14 250 300 315 14 22 16 26 16 16 20 10 10 12 16 16 18 16 18 18 360 400 450 24 28 32 12 14 14 20 22 24 20 22 24 500 560 600 36 16 18 18 26 28 28 26 28 30 630 650 700 20 20 22 30 30 32 30 32 32 750 800 850 22 24 24 32 34 34 34 34 36 900 950 1000 26 26 28 36 36 40 36 40 40 FRESAMENTO 2431 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço TABELA II2 VALORES RECOMENDADOS DOS ÂNGULOS DAS FRESAS H SCHALLBROCH FRESAS DE AÇO RÁPIDO Fresas Cilíndricas Tangenciais Fresas Cilíndricas Fr Tang Fresas de Disco Fresas De Haste Material Resist t ou dureza HB Kgfmm2 Aço Carbono Até 50 50 70 70 90 90 110 7 6 6 18 15 10 45 45 40 7 6 6 15 12 8 25 25 25 7 6 6 15 12 8 20 15 12 8 6 6 15 12 8 4 3 4 Aço Liga Aço Fundido 100 120 38 52 5 5 8 14 40 40 5 5 6 10 20 22 5 5 6 10 10 20 6 6 8 12 2 4 FoFo Cinzento FoFo Nodular FoFo Maleável Até 200 HB Acima 200HB 6 5 6 5 15 12 14 15 45 40 40 40 6 6 6 5 12 12 12 12 25 20 22 22 6 6 6 5 12 12 12 12 15 15 15 20 6 7 6 6 12 12 12 12 3 3 3 3 Ligas de Al Latão Bronze Plásticos 8 6 6 8 25 15 12 25 25 20 22 22 8 6 6 8 25 12 12 25 35 20 20 35 8 6 6 8 25 12 12 20 35 20 15 35 8 6 6 8 25 10 10 20 4 3 3 4 FRESAS DE FACEAR COM DENTES POSTIÇOS Aço Rápido Metal Duro Material Resist t ou dureza HB Kgfmm2 x y x y Aço Carbono Até 50 50 70 70 90 90 110 7 7 6 5 15 15 10 6 15 15 12 7 60 60 60 60 6 6 6 4 19 19 14 8 8 8 8 8 5 8 12 12 4 5 5 5 60 60 60 60 6 8 11 11 3 5 9 9 Aço Liga Aço Fundido 100 120 38 52 5 5 6 10 7 7 60 60 4 1 8 11 8 6 15 11 10 5 60 60 16 10 8 7 FoFo Cinzento FoFo Nodular FoFo Maleável Até 200 HB Acima 200HB 6 6 6 5 15 12 5 12 12 12 10 12 60 60 30 60 3 5 2 5 18 16 11 16 5 5 5 8 5 3 0 12 5 5 5 5 60 60 30 60 3 6 3 11 6 1 4 9 Ligas de Al Latão Bronze Plásticos 8 6 6 8 25 10 15 20 20 12 12 20 30 60 60 30 12 6 3 7 18 14 18 27 10 5 5 8 20 10 6 20 4 5 5 4 60 60 60 60 19 0 7 19 8 11 2 7 CÓDIGO ângulo de folga ângulo de saída ângulo de inclinação ângulo de posição x ângulo lateral de saída y ângulo faceal de saída ângulo de hélice OBSERVAÇÃO Nas fresas com dentes helicoidais os ângulos e são medidos num plano perpendicular à hélice FRESAMENTO 2531 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço TABELA II3 NÚMERO DE DENTES E ÂNGULOS DE FRESAS DE AÇO RÁPIDO MATERIAL DA PEÇA Aços Normais t 75 Kgfmm2 Materiais tenazes t 100 Kgfmm2 Ligas Leves TIPO DE FRESA DIÂMETRO NO DE DENTES ÂNGULOS DIÂMETRO NO DE DENTES ÂNGULOS DIÂMETRO NO DE DENTES ÂNGULOS d Z d Z d Z FRESAMENTO DISCORDANTE FRESAMENTO DISCORDANTE FRESAMENTO DISCORDANTE 7O 10O 28O 4O 5O 35O 8O 25O 45O FRESAMENTO CONCORDANTE FRESAMENTO CONCORDANTE FRESAMENTO CONCORDANTE 12O 16O 35O 8O 12O 30O 14O 30O 45O CILÍNDRICA TANGENCIAL 40 50 60 75 90 110 130 150 6 6 6 6 8 8 10 10 40 50 60 75 90 110 130 150 10 10 10 12 14 16 16 18 40 50 60 75 90 110 130 150 4 4 4 5 5 6 6 8 FRESAMENTO DISCORDANTE FRESAMENTO DISCORDANTE FRESAMENTO DISCORDANTE 7O 10O 20O 4O 5O 20O 8O 25O 35O CILÍNDRICA TANGENCIAL E FRONTAL 40 50 60 75 90 110 130 150 8 10 10 10 12 12 14 16 40 50 60 75 90 110 130 150 12 14 14 16 18 20 22 24 40 50 60 75 90 110 130 150 4 5 6 6 6 7 8 10 FRESAMENTO DISCORDANTE FRESAMENTO DISCORDANTE FRESAMENTO DISCORDANTE 7O 12O 15O 5O 6O 10O 8O 25O 30O FRESAMENTO CONCORDANTE FRESAMENTO CONCORDANTE FRESAMENTO CONCORDANTE 12O 18O 15O 8O 14O 12O 14O 30O 30O DISCO 50 60 75 90 110 130 150 175 200 10 10 12 12 14 16 18 18 20 50 60 75 90 110 130 150 175 200 16 16 18 20 22 24 26 28 30 50 60 75 90 110 130 150 175 200 4 6 6 8 8 10 10 12 12 FRESAMENTO DISCORDANTE FRESAMENTO DISCORDANTE FRESAMENTO DISCORDANTE 7O 8O 15O 4O 6O 15O 8O 20O 25O FRONTAL TOPO COM HASTE 10 12 14 16 20 24 30 36 40 4 4 5 5 6 6 6 6 6 10 12 14 16 20 24 30 36 40 6 6 6 8 8 8 10 10 10 10 12 14 16 20 24 30 36 40 3 3 3 3 4 4 4 5 5 OBS Aumentar de 5o a 10o nas fresas de metal duro FRESAMENTO 2631 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço TABELA V1 Valores da pressão específica de corte para o fresamento segundo Kienzle Haidt Material Valor aproximado pressão específica ks kgfmm2 Especificação Espessura de corte h mm ou hm mm No DIN ABNT Resistência t Kgfmm2 ou dureza HB Ângulo de Saída c Expoente 1 z Pressão Específica de Corte ksl 0025 004 0063 01 016 025 04 063 10 1 2 3 4 5 6 7 St 5011 103035 C35 1035 St 6011 104045 St 7011 1060 CK45 1045 CK60 1060 aço fundido 52 58 62 75 67 77 50 70 7o 12o 7o 12o 7o 12o 7o 12o 7o 12o 7o 12o 7o 12o 074 080 083 080 086 082 082 199 195 211 226 222 213 180 535 405 415 460 385 425 350 475 370 380 420 360 390 320 425 340 350 380 340 360 295 375 310 325 350 320 330 270 330 280 300 320 300 305 280 295 255 280 290 280 280 235 260 235 260 265 260 260 220 230 215 240 240 245 240 200 205 195 220 220 230 220 180 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 16MnCr5 8620 18CrNi6 4320 37MnSi5 42CrMo4 4140 34CrMo4 4137 50CrNiMo8 50CrV4 6150 55NiCrMoV6 55NiCrMoV6 ECMo 77 63 72 73 60 76 60 94 HB 352 59 7o 12o 7o 12o 7o 12o 7o 12o 7o 12o 7o 12o 7o 12o 7o 12o 7o 12o 7o 12o 074 070 080 074 079 080 074 076 076 083 220 230 235 260 230 270 230 180 200 240 570 695 490 675 495 565 600 440 490 450 510 605 450 600 455 515 530 390 435 415 455 525 405 535 415 470 475 350 385 380 400 460 370 475 375 425 420 315 350 375 355 400 340 420 340 390 370 280 310 330 315 350 310 370 310 355 330 250 280 305 280 300 280 330 280 325 290 225 250 280 290 265 255 290 255 295 260 200 225 260 220 230 235 260 230 270 230 180 200 240 18 19 20 Meehanite A FoFo duro FoFo CG26 39 HB444 HB200 8o 2o 8o 8o 074 081 075 115 210 105 300 420 270 265 390 240 235 355 215 210 325 190 185 300 170 165 275 150 145 250 135 130 230 120 115 210 105 OBSERVAÇÕES Valores aproximadamente iguais ao do torneamento Val um pouco menores do que os correspondentes ao torneamento Fres Tang d e Zn v h a m h k k z m 1 s m 0 1 2 Fres Frontal radianos n d Z e sen 2 v h 1 2 a m graus n d Z e sen 360 v h 0 a m FRESAMENTO 2731 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço DETERMINAÇÃO DA PRESSÃO ESPECÍFICA DE CORTE MÉDIA km SEGUNDO GRAUPNER PARA O CÁLCULO DA POTÊNCIA Equivalência aproximada dos materiais DIN ABNT TIPO DO MATERIAL St 50 St 70 1030 1035 1050 1060 Aço carbono GG 22 GG 26 FF 20 FF 25 Ferro fundido Obs Fórmulas para determinação de km 0241 m m h 207429 k St 50 0219 m m h 254319 k St 70 0242 m m h 98316 k GG 22 0248 m m h 119528 k GG 26 0292 m m h 67340 k Latão FRESAMENTO 2831 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço TABELA V3 Valores do fator de remoção de cavaco V segundo G Graupner Material Resistência t Kgfmm2 ou dureza HB Fresa Cilíndrica mm3KWmin Fresa Frontal mm3Kwmin Aço Carbono 50 60 60 70 70 85 13000 12000 10000 16000 14000 12000 Aço Liga 70 85 85 100 100 140 9000 8000 7000 11000 9000 8000 Aço Fundido 30 50 50 70 11000 9000 14000 12000 Ferro Fundido Cinzento Até 200 HB 200 250 HB 250 400 HB 30000 25000 18000 36000 30000 22000 Ferro Fundido Duro GTW35 14000 20000 Cobre Latão Alumínio Duralumínio Bronze GSnBz 30000 40000 50000 45000 20000 40000 50000 70000 55000 25000 TABELA V4 Rendimento mecânico total da transmissão t em segundo KEARNEY e TRECKER Potência do motor Nm HP 3 5 75 10 15 20 25 30 40 50 Rendimento 40 48 52 52 55 60 65 70 75 80 Potência disponível ao eixo árvore Nc HP 12 24 39 52 82 12 163 21 30 40 Obs 1 CV 0986 HP 07355 Kw FRESAMENTO 2931 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço AVANÇO POR DENTE E VELOCIDADE DE CORTE ad poldente v pésmin DE METAL DURO DE AÇO RÁPIDO FRESA PEÇA DE FACEAR CILÍN DRICA DE TOPO DE DISCO SERRA PERFI LADA DE FACEAR CILÍN DRICA DE TOPO DE DISCO SERRA PERFI LADA Ferro Maleável 005015 200 300 005015 200 300 005010 200 350 005010 200 300 003004 200 350 005010 175 275 005015 60 100 005015 60 90 003010 60 100 006012 60 100 003006 60 100 005010 60 80 Aço Fundido 008015 150 350 005015 150 350 003010 150 350 005010 150 350 002004 150 300 005010 150 300 010015 40 60 010015 40 60 005010 40 60 005010 40 60 002005 40 60 008012 40 60 Aço HB100150 010015 450 850 008015 450 600 005010 450 600 008012 450 800 003006 350 600 004010 350 600 015030 80 130 008015 80 130 003010 80 140 010020 80 130 003006 70 100 008010 70 100 Aço HB150250 010015 300 450 008015 300 450 005010 300 450 007012 300 450 003006 300 450 004010 300 450 010020 50 70 008015 50 70 003010 60 80 010015 50 70 003006 50 70 006010 50 70 Aço HB250350 008015 180 300 007012 150 300 005010 150 300 005012 160 300 002005 150 300 003008 150 300 005010 35 60 005010 35 50 003010 40 60 005010 35 50 002005 35 50 005010 35 50 Aço HB350450 008015 125 180 007012 100 150 004008 100 150 005012 125 180 001004 100 150 003008 100 150 003008 20 35 005008 20 35 003010 20 40 003008 20 35 001004 20 35 003008 20 35 FoFo HB225350 005010 125 200 005010 100 175 003008 125 200 003010 125 200 002003 125 200 005010 100 175 005012 40 60 005010 35 50 003008 40 60 005010 40 60 002004 35 60 005010 35 50 FoFo HB180225 008015 200 275 008015 175 250 005010 200 275 005012 200 275 003004 200 250 006012 175 250 010020 60 80 008015 50 70 003010 60 90 008015 60 80 003005 60 70 008012 50 60 FoFo HB150180 015025 275 400 010020 250 350 005012 275 400 008015 275 400 003004 250 350 008015 250 350 015030 80 120 010025 70 110 004010 80 120 010020 80 120 002005 70 110 010015 60 80 Bronze 010020 300 100 010020 300 800 005010 300 1000 008012 3001000 003004 3001000 008015 200 800 010025 50 225 008020 50 200 003010 50 250 008015 50 225 003005 50 250 008015 50 200 Latão 010020 5001500 010020 5001500 005010 5001500 008012 5001500 003004 5001500 008015 5001500 010025 150 300 008020 100 300 005015 150 350 008015 150 350 003005 150 300 008015 100 300 Alumínio 010040 2000 UP 010030 2000 UP 003015 2000 UP 008025 2000 UP 003006 2000 UP 008015 2000 UP 010040 3001200 015040 3001200 005020 3001200 010030 3001200 004008 3001000 010020 3001200 1 pol 254 mm 1 pé 03048 m n 1000v d va a d Z n t c l a v a ρ N N c m cv 10006075 va k pe N m c No Fresamento Cilíndrico ed e l la ed v Z n h a m No Fresamento Frontal sen 1 2 d l la 1 d 2 e cos 1 1 0 m Znd 360vaesen h 1 2 0 d 2e cos 2 2 z m sl m h k k V V Nc a v e p V No Posicionamento Ideal 0282d l la FATOR DE BRINELL Aço Carbono 036 Aço Cr Mn CrMn 035 Brinell Fator HB t Aço Ni CrNi CrMo 034 FRESAMENTO 3031 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço VALORES PADRONIZADOS DE PARÂMETROS EM MÁQUINASFERRAMENTAS 1 Estes números se aplicam a velocidades angulares rpm avanços capacidades e outros parâmetros de máquinasferramentas 2 Valores acima de 1000 ou abaixo de 1 são obtidos por multiplicação ou divisão por 10 VALORES DA RAZÃO VALORES DA RAZÃO VALORES DA RAZÃO 106 112 126 141 158 178 2 106 112 126 141 158 178 2 106 112 126 141 158 178 2 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 106 106 106 112 112 112 112 112 112 112 118 118 118 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 132 132 132 140 140 140 140 140 140 140 150 150 150 160 160 160 160 160 160 160 160 160 160 160 160 160 160 170 170 170 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 190 190 190 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 212 212 212 224 224 224 224 224 224 224 236 236 236 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 265 265 265 280 280 280 280 280 280 280 300 300 300 315 315 315 315 315 315 315 315 315 315 315 315 315 315 335 335 335 355 355 355 355 355 355 355 375 375 375 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 425 425 425 450 450 450 450 450 450 450 475 475 475 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 530 530 530 560 560 560 560 560 560 560 560 560 560 600 600 600 630 630 630 630 630 630 630 630 630 630 630 630 630 630 670 670 670 710 710 710 710 710 710 710 750 750 750 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 850 850 850 900 900 900 900 900 900 900 950 950 950 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 FRESAMENTO 3131 Fresamentov5 Prof Juarez Rosa Prof Lourenço d e n Z v h a m z m s1 m h k k 60 75 1000 p e v k N a m c ρ c m N N d e n Z v h a m V V Nc min v e e d l v l t a a a c em radianos com 0 0 a m d n Z sen e v 2 h em graus com 0 0 a m Z n d e sen v 360 h 1 2 0 em radianos com 0 0 a m d n Z sen e v 2 h em graus com 0 0 a m Z n d e sen v 360 h 1 2 0 z m s1 m h k k min v sen 1 2 d l v l t a 1 a a c no posicionam ento ideal min v 0282 d l t a c