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ESCOLA SENAI FERNANDO BEZERRA
TÉCNICO EM MECÂNICA
CABEÇOTE PARA USINAGEM DE CREMALHEIRAS EM FRESADORA
FERRAMENTEIRA
JOSÉ CARLOS LEITE PERES
GILSON CARLOS LEITE PERES
Orientador: Prof. Engº CÉSAR GRANZZOTTO
Trabalho final de curso apresentado ao Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial – SENAI, como parte das exigências para obtenção do título de Técnico em Mecânica.
RIO VERDE – GO
JUNHO/2009
ESCOLA SENAI FERNANDO BEZERRA
TÉCNICO EM MECÂNICA
CABEÇOTE PARA USINAGEM DE CREMALHEIRAS EM FRESADORA FERRAMENTEIRA
JOSÉ CARLOS LEITE PERES
GILSON CARLOS LEITE PERES
Este trabalho foi julgado adequado para a obtenção do título de TÉCNICO EM
MECÂNICA na área de concentração USINAGEM e aprovado em sua forma final.
Prof. Engº César Granzzotto
Orientador
Banca examinadora:
Engº Gabriel Mota de Souza Engº Rodrigo Brunys Batista
1º membro da banca 2º membro da banca
Geni Pereira da Costa
Coordenadora Pedagógica
RIO VERDE – GO
ii
JUNHO/2009
Eu José Carlos, dedico este trabalho aos meus amores. Esposa, filha e toda família.
Eu Gilson Carlos, dedico este trabalho a todas as pessoas que acreditaram em mim,
especialmente minha família.
iii
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus.
A nossa família.
Aos companheiros de serviço que acreditaram no sucesso do projeto.
Ao patrocinador Vanderley Schaly (SCHALY MECÂNICA INDUSTRIAL).
iv
Jamais trabalhes sem condicionar o funcionamento da tua máquina às características de
trabalho apropriadas.
A. L. CASILLAS
v
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS.............................................................................................................IX
LISTA DE TABELAS............................................................................................................XI
LISTA DE SIGLAS..............................................................................................................XII
RESUMO..............................................................................................................................XIII
CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO...........................................................................................12
1.1 Escopo do trabalho..............................................................................................................12
1.2 Histórico..............................................................................................................................12
1.3 Tema....................................................................................................................................13
1.4 Justificativa.........................................................................................................................13
1.5 Objetivo...............................................................................................................................13
1.6 Estrutura do trabalho...........................................................................................................13
CAPÍTULO 2 – PROCESSO DE USINAGEM FRESAGEM............................................15
2.1 Introdução...........................................................................................................................15
2.2 Fresamento cilíndrico tangencial........................................................................................15
2.2.1 Fresamento cilíndrico tangencial concordante.....................................................16
2.2.2 Fresamento cilíndrico tangencial discordante......................................................16
2.3 Fresamento frontal..............................................................................................................16
2.4 Fresamento composto.........................................................................................................17
2.5 Principais movimentos de ferramentas de cortes................................................................17
2.5.1 Velocidades de corte (Vc)....................................................................................18
2.5.1.1 Rotação por minuto (RPM)...................................................................19
2.5.2 Velocidades de avanço (Vf).................................................................................19
2.6 Engrenagens........................................................................................................................22
2.6.1 Engrenagem cilíndrica de dentes retos.................................................................23
2.6.2 Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais.....................................................24
2.6.3 Cremalheiras de dentes retos................................................................................26
2.6.4 Cremalheiras de dentes helicoidais......................................................................27
vi
CAPÍTULO 3 – MÁQUINAS, ACESSÓRIOS E FERRAMENTAS PARA
FRESAGEM ...............................................................................................................................
....................28
3.1 Introdução...........................................................................................................................28
3.2 Classificação.......................................................................................................................28
3.2.1 Fresadora universal..............................................................................................28
3.2.2 Fresadora horizontal.............................................................................................29
3.2.3 Fresadora vertical.................................................................................................30
3.2.4 Fresadora especial................................................................................................30
3.2.4.1 Fresadora ferramenteira.........................................................................30
3.3 Características.....................................................................................................................31
3.4 Funcionamento....................................................................................................................32
3.5 Condições de uso................................................................................................................32
3.6 Acessórios...........................................................................................................................33
3.6.1 Cabeçote universal...............................................................................................33
3.6.2 Cabeçote vertical..................................................................................................33
3.6.3 Cabeçote divisor universal...................................................................................34
3.6.4 Mesa circular divisora..........................................................................................35
3.6.5 Cabeçote para fresar cremalheira (fresadora universal).......................................35
3.7 Ferramentas.........................................................................................................................36
3.7.1 Fresas....................................................................................................................36
3.7.2 Tipos de fresas......................................................................................................37
3.7.2.1 Perfil constante......................................................................................37
3.7.2.2 Para moldes e matrizes..........................................................................38
3.7.2.3 Dentes postiços......................................................................................39
3.7.2.4 Para fresagem plana...............................................................................39
3.7.2.5 Para ranhuras e rasgos de chaveta.........................................................40
3.7.2.6 Ranhuras angulares e “calda de andorinha”..........................................40
3.7.3 Condições de uso e conservação..........................................................................40
CAPÍTULO 4 – CABEÇOTE PARA USINAGEM DE CREMALHEIRAS EM
FRESADORA FERRAMENTEIRA.....................................................................................42
4.1 Introdução...........................................................................................................................42
vii
4.2 Componentes do cabeçote...................................................................................................43
4.2.1 Estrutura principal................................................................................................43
4.2.2 Eixo principal com luvas, chavetas e porcas........................................................44
4.2.3 Engrenagens cincronisadoras com seus eixos e buchas de bronze......................44
4.3 Funcionamento....................................................................................................................45
4.4 Condições de uso................................................................................................................45
4.5 Conservação........................................................................................................................45
4.6 Custos..................................................................................................................................46
4.7 Benefícios............................................................................................................................46
4.8 Considerações finais...........................................................................................................47
CAPÍTULO 5 – CONCLUSÃO.............................................................................................48
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................49
ANEXOS..................................................................................................................................50
1 – Materiais e suas principais características..........................................................................50
2 – Desenho das peças que compõem o projeto........................................................................51
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1 – Estrutura do trabalho............................................................................................14
Figura 2.1 – Fresagem tangencial e frontal...............................................................................15
Figura 2.2 – Fresamento cilíndrico tangencial concordante e discordante...............................16
Figura 2.3 – Fresamento frontal de canaletas com fresas de topo............................................17
Figura 2.4 – Fresamento composto...........................................................................................17
Figura 2.5 – Principais movimentos de uma fresa em funcionamento.....................................18
Figura 2.6 – Engrenagens cilíndricas para eixos paralelos.......................................................22
Figura 2.7 – Diferentes modelos de cremalheiras.....................................................................23
Figura 2.8 – Engrenagens helicoidais.......................................................................................24
Figura 2.9 – Pião e cremalheira................................................................................................26
Figura 2.10 – Coroa e cremalheira helicoidal...........................................................................27
Figura 3.1 – Fresadora universal...............................................................................................29
Figura 3.2 – Fresadora horizontal.............................................................................................29
Figura 3.3 – Fresadora vertical.................................................................................................30
Figura 3.4 – Fresadora ferramenteira .......................................................................................31
Figura 3.5 – Tipos de fresagem.................................................................................................32
Figura 3.6 – Cabeçote universal................................................................................................33
Figura 3.7 – Cabeçote vertical..................................................................................................34
Figura 3.8 – Cabeçote divisor universal....................................................................................34
Figura 3.9 – Mesa circular divisória.........................................................................................35
Figura 3.10 – Cabeçote para fresar cremalheira “fresadora universal”....................................36
Figura 3.11 – Tipos de fresas....................................................................................................36
Figura 3.12 – Perfil constante...................................................................................................38
Figura 3.13 – Fresa para moldes em matrizes...........................................................................38
Figura 3.14 – Fresa de dentes pórticos (bailarina)....................................................................39
Figura 3.15 – Fresas para superfície plana................................................................................39
Figura 3.16 – Disco woodruff de topo.......................................................................................40
Figura 3.17 – Ranhuras angulares e “calda de andorinha”.......................................................40
ix
Figura 4.1 – Cabeçote montado na máquina.............................................................................42
Figura 4.2 – Estrutura do cabeçote............................................................................................43
Figura 4.3 – Eixo principal.......................................................................................................44
Figura 4.4 – Engrenagem, bucha de bronze e eixo...................................................................45
x
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 – Velocidade de corte para fresas de aço rápido.....................................................19
Tabela 2.2 – Avanço por dente para fresas de aço rápido.........................................................21
Tabela 4.1 – Preços de materiais...............................................................................................46
Tabela 4.2 – Preços da mão de obra técnica.............................................................................46
xi
LISTA DE SIGLAS
H Altura do dente
α Ângulo de inclinação do dente
a.C. Antes de cristo
DIM Deutsches Institutfur (Instituto alemão para normalização)
De Diâmetro esterno
Di Diâmetro interno
Dp Diâmetro primitivo
HB Hardness Brinell
m / min Metros por minuto
mm Milímetro
z Número de dentes
M Número do módulo
P Passo entre dentes
Pc Passo circunferencial
Ph Passo da hélice
π PI = 3,1416
% Porcentagem
Kgf / mm Quilograma força por milímetro quadrado
RPM Rotação por minuto
Tan Tangente
Vc Velocidade de corte
Vf Velocidade de avanço
xii
RESUMO
PERES, José Carlos Leite e PERES, Gilson Carlos Leite. Cabeçote para usinagem de
cremalheiras em fresadora ferramenteira. 2009. 57f. Trabalho Final de Curso (Técnico em
Mecânica Industrial). Senai – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial, Rio Verde, 2009.
Desde o princípio da usinagem, o melhoramento de máquinas e acessórios faz parte do
cotidiano da vida dos profissionais que atuam na área da mecânica. Este projeto foi elaborado
por dois fresadores mecânicos com a intenção de facilitar a usinagem de cremalheiras e seus
similares em fresadoras especiais do modelo ferramenteira. Baseando-se em princípios
evolutivos, foram estudados os diferentes modelos de acessórios até chegar à elaboração do
mesmo. O trabalho descreve vários princípios da usinagem em fresadoras, os diferentes
modelos de máquinas, ferramentas e acessórios, o projeto de um cabeçote para fresadoras
ferramenteiras, mostrando claramente custos e benefícios e sua área de abrangência.
PALAVRAS-CHAVE
Usinagem, máquina e acessório.
xiii
*Orientador: Prof. Engº César Granzzotto
xiv
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
1.1 Escopo do trabalho
A atual tecnologia exige uma mecânica industrial de alta precisão, onde a usinagem
tem um papel significativo, sempre evoluindo com as novas idéias de seus praticantes.
A usinagem de engrenagens e cremalheiras envolve um sincronismo entre homem,
máquina e cálculos, sendo elas na maioria das vezes confeccionadas em fresadoras universais
ou ferramenteiras. O modelo ferramenteira possui apenas um recurso para usinagem de
cremalheiras, sendo o mesmo possível, apenas com o uso de fresas especiais, de diâmetros
maiores ou modelos assimétricos, não podendo utilizar fresas comuns ou convencionais.
Pensando nesta deficiência elaboramos este projeto, possibilitando o uso de fresas
convencional na usinagem de cremalheiras em fresadoras ferramenteiras, pois fresas de
diâmetros maiores ou de modelos assimétricos além de ter um custo muito elevado, não são
fáceis de serem encontradas.
Um simples cabeçote que melhor posiciona a ferramenta de corte, utilizada para usinar
o material, proporcionando mobilidade, rapidez e precisão.
1.2 Histórico
A usinagem teve início a milhares de anos, quando o homem pré-histórico percebeu
que, para sobreviver, precisava mais do que pernas e braços para se defender e caçar. Sua
inteligência o ensinou que se tivesse uma pedra nas mãos, seu golpe seria mais forte, e se a
pedra tivesse um cabo esse golpe seria mais forte ainda, se fosse afiada poderia cortar a caça e
ajudar a rapar a pele dos animas. Foi a partir dessas necessidades que o homem desenvolveu
as operações de cortar, desbastar e furar. Durante centenas de anos sua principal matéria-
prima era a pedra, somente por volta de 4000 a.C. ele começou a trabalhar com metais,
começando com o cobre, depois com o bronze e finalmente com ferro para a fabricação de
armas e ferramentas.
Os séculos passaram, o homem começou a desenvolver com a montagem de peças,
conjuntos mecânicos. Desde então começou a revolução industrial, sempre evoluindo, até
chegar aos dias atuais.
Atualmente existe prestadora de serviços, que realizam, desde a montagem e
manutenção de equipamentos até a fabricação e usinagem de peças. Fabrica-se uma simples
arruela, até os mais complexos, como engrenagens helicoidais, cremalheiras e outros.
12
A empresa Schaly mecânica industrial Ltda., com sua principal atividade a fabricação,
trabalha com usinagem de peças desde seu surgimento. Mais de 10 anos, buscando sempre
aprimoramento das suas técnicas de usinagem com novas tecnologias, adquirindo novas
máquinas, qualificando seus profissionais, sempre com um único objetivo, oferecer qualidade
nos seus serviços prestados. Possui um quadro de quinze funcionários, todos aptos nas suas
funções, para sempre manter o nome da empresa dentre as principais empresas da região no
conceito de fabricação e usinagem.
1.3 Tema
O tema abordado soluciona a deficiência das fresadoras ferramenteiras de possuírem
apenas um recurso, de custo muito alto, para usinagens de cremalheiras.
1.4 Justificativa
Muitas empresas que atuam na área da usinagem não possuem fresadoras universais,
possuem apenas do modelo ferramenteiras.
1.5 Objetivo
O trabalho tem por objetivo apresentar uma solução simples e eficiente para a
fabricação de cremalheiras em fresadora ferramenteira, garantindo além de uma maior
rentabilidade, excelente qualidade final do produto.
1.6 Estrutura do trabalho
A estrutura do trabalho está dividida em blocos, que estão em seqüência, tais como:
introdução, revisão bibliográfica, desenvolvimento e conclusão, como mostra a Figura 1.1.
13
INTRODUÇÃO
Capítulo - 1
Escopo do trabalho
Histórico
Tema
Justificativa
Objetivo
Estrutura do trabalho
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Capítulo 2 – Processo de usinagem Capítulo 3 – Máquinas, acessórios
fresagem e ferramentas para fresa
Introdução Introdução
Fresamento cilíndrico tangencial Classificação
Fresamento frontal Características
Fresamento composto Funcionamento
Principais movimentos de ferramentas Condições de uso
de corte Acessórios
Engrenagens Ferramentas
DESENVOLVIMENTO
Capítulo 4
Cabeçote para usinagem de cremalheiras em fresadora ferramenteira
Introdução Conservação
Componentes do cabeçote Custos
Funcionamento Benefícios
Condições de uso Considerações finais
CONCLUSÃO
Capítulo - 5
Figura 1.1 – Estrutura do trabalho
Fonte: Própria
14
2.1 Introdução
A usinagem é o processo de fabricação com remoção de cavaco mais popular do
mundo, transformando em peças 10% de toda a produção de metais, empregando dezenas de
milhões de pessoas em todo mundo.
O fresamento é um processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de
superfícies quaisquer com o auxilio de ferramentas geralmente multicortantes. A ferramenta
gira e a peça ou ferramenta se desloca segundo uma trajetória determinada pelo operador
(Figuras 2.1, 2.2 e 2.3).
15
16
CAPÍTULO 2
MÁQUINAS, ACESSÓRIOS E FERRAMENTAS PARA FRESAGEM
A máquina de fresar ou fresadora, como geralmente é chamada, é uma máquina
ferramenta de movimento contínuo, destinada a usinagem de materiais por meio de uma
ferramenta de corte chamada fresa. A operação de fresagem acontece a partir da combinação
de movimentos simultâneos da ferramenta e da peça a ser usinada. Permitem realizar
operações de fresagem de superfícies das mais variadas formas planas, côncavas, convexas e
combinadas.
2.1 Classificação
A orientação do eixo principal com respeito a superfície da mesa, determina uma
classificação ou tipo de fresadora, podendo receber denominações como: fresadora universal,
fresadora horizontal, fresadora vertical, fresadora especial, fresadora ferramenteira.
2.1.1 Fresadora universal
É em princípio uma fresadora horizontal, porém, além disso, está provida de outros
mecanismos e acessórios especiais que lhe permitem ampliar consideravelmente suas
possibilidades de trabalho conforme Figura 2.1. Entre vários acessórios se destacam:
Cabeçote universal
Eixo porta fresa
Cabeçote divisor e contra ponta
Cabeçote especial para fresar cremalheiras
Mesa inclinável
17
Figura 2.1 – Fresadora universal
Fonte: Web – SOLO STOCKS DO BRASIL, 2009
2.1.2 Fresadora horizontal
O eixo árvore ocupa a posição horizontal, paralela à superfície da mesa da máquina. A
peça é presa num divisor ou em uma morsa, podendo se deslocar em qualquer eixo horizontal
x (sentido longitudinal), ou y (sentido transversal). Conforme Figura 2.2.
Figura 2.2 - Fresadora horizontal
Fonte: APOSTILA FRESAGEM MECÂNICA - SENAI, 2005
18
2.1.3 Fresadora vertical
O eixo árvore ocupa a posição vertical, perpendicular à superfície da mesa da
máquina. A peça pode se deslocar x ou em y em relação à ferramenta, sua fixação também
pode ser através de um divisor ou em uma morsa. Conforme Figura 2.3.
Figura 2.3 - fresadora vertical
Fonte: APOSTILA FRESAGEM MECÂNICA - SENAI, 2005
2.1.4 Fresadora especial
Enquadram-se nesta classe as fresadoras que se destinam a trabalhos específicos. Por
exemplo: fresadora copiadora, cortadora de rodas dentadas, ferramenteira e etc.
2.1.4.1 Fresadora ferramenteira
Destacam-se como de maior importância para a realização dos trabalhos de
ferramentaria. É usada em trabalhos especiais, com alguns recursos assemelham-se às
fresadoras verticais, em alguns momentos podemos operá-la como fresadora horizontal, para
isso é necessário utilizar um cabeçote específico. Esta máquina se destaca por sua
versatilidade, precisão e rendimento com o auxílio de régua de indicador digital, conforme
Figura 2.4.
19
Figura 2.4 - Fresadora ferramenteira
Fonte: Web – ATLASMAQ, 2009
2.2 Características
O fato da ferramenta de trabalho da fresadora ser de fios múltiplos e se poder montar
no eixo porta fresa combinações de fresas de diferentes formas, confere a esta máquina
características especiais e uma vantagem sobre as outras máquinas ferramentas, como poder
realizar uma grande variedade de trabalhos em superfícies situadas em planos paralelos,
perpendiculares ou formando ângulos diversos: construir ranhuras circulares, elípticas,
fresagem em formas esféricas com rapidez e precisão, conforme Figura 2.5.
20
Figura 2.5 - Tipos de fresagem
Fonte: APOSTILA FRESAGEM MECÂNICA - SENAI, 2005
2.3 Funcionamento
O acionamento principal é produzido por um motor alojado na parte posterior do
corpo da máquina, o qual transmite o movimento ao eixo principal através do sistema de
engrenagens da caixa de velocidades. O movimento de avanço automático é produzido pela
caixa de avanços, a qual transmite o movimento através de um mecanismo de parafuso sem
fim e coroa. O deslocamento vertical do suporte da mesa, o transversal do carro e o
longitudinal da mesa, podem ser feitos manualmente por meio de manivelas acopladas a
mecanismos de fusos e porca.
O eixo principal é prolongado através do eixo porta fresas, no qual montam-se as
ferramentas. Quando este eixo é longo, apoia-se em um suporte que se monta no barramento.
2.4 Condições de uso
Como a fresadora é uma máquina feita para realizar trabalhos de precisão, sua
fabricação é feita cuidadosamente, o que motiva seu custo elevado. Daí a necessidade de
conservá-la em ótimas condições de uso, o que se consegue mantendo seus mecanismos bem
acoplados, lubrificação adequada e suficiente nas superfícies de rotação e deslizamento,
procurando mantê-la em bom estado de limpeza.
21
2.5 Acessórios
São equipamentos que podem ser acoplados as máquinas-ferramenta, com a finalidade
de complementar o seu funcionamento. Entre vários se destacam cabeçote universal, cabeçote
vertical, cabeçote divisor universal, mesa circular divisória e cabeçote para fresar cremalheira
(fresadora universal).
2.5.1 Cabeçote universal
O cabeçote universal é um acessório da maquina de fresar. O eixo principal que possui
o cabeçote pode ser colocado formando qualquer ângulo com a superfície da mesa.
Este acessório acopla-se ao eixo principal da máquina. Por suas especiais
características dá à fresadora suas principais condições de universalidade, permitindo realizar
as mais variadas operações de fresagem. Conforme Figura 2.6.
Figura 2.6 - Cabeçote universal
Fonte: Web – CASSIFICADOS DO BRASIL, 2009
2.5.2 Cabeçote vertical
Este é um aparelho similar ao cabeçote universal que se monta na fresadora
horizontal. Suas possibilidades são mais limitadas que as do cabeçote universal, pois só pode
girar em um plano vertical. O sistema de engrenagens do mecanismo interior está em uma
22
relação tal, que lhe permite ter no eixo principal secundário, velocidades maiores que as do
eixo principal da máquina e do cabeçote universal, conforme Figura 2.7.
Figura 2.7 - Cabeçote vertical
Fonte: Web – KONE PRODUTOS, 2009
2.5.3 Cabeçote divisor universal
É um dos acessórios mais importantes, projetados para ser usado na mesa da fresadora.
Tem como objetivo principal fazer a divisão da trajetória circular da peça e prender o material
a ser trabalhado. Conforme Figura 2.8.
É usado para executar todas as formas possíveis de divisões. É um acessório muito
preciso e versátil. É possível por meio de um trem de engrenagens adequado, dividir e fazer
girar a peça em conexão com o movimento da mesa, que permite fresar cortes helicoidais ou
em espiral.
Figura 2.8 - Cabeçote divisor universal
Fonte: Web – FERRAMENTAS ALFA, 2009
23
2.5.4 Mesa circular divisória
É um acessório que consiste basicamente em uma placa que pode girar disposto sobre
uma base fixa, a qual permite sua montagem na mesa fresadora. Seu movimento pode ser
independente ou relacionado com outro movimento, segundo a conexão com outros órgãos da
máquina. Exemplo: com o movimento circular da mesa. Esta variedade de possibilidades
permite fazer, sobre a mesa circular, diferentes tipos de contornos ranhurados e divisões.
Figura 2.9 - Mesa circular divisória
Fonte: Web – PLATÉCNICA PRODUTOS, 2009
2.5.5 Cabeçote para fresar cremalheira (fresadora universal)
É um acessório da fresadora que se monta no suporte, semelhante ao cabeçote
universal, e serve para fresar cremalheiras. É de ferro fundido e geralmente está constituído
por dois ou três corpos encaixados em plataformas giratórias que permitem a inclinação do
eixo. Conforme Figura 2.10.
A vantagem de utilizar esse aparelho é poder usar as fresas comuns para fresagem dos
dentes de engrenagem, quando não se dispõem de fresas especiais com diâmetros maiores ou
de modelos assimétricos.
24
Figura 2.10 - Cabeçote para fresar cremalheira “fresadora universal”
Fonte: APOSTILA FRESAGEM MECÂNICA - SENAI, 2005
2.6 Ferramentas
São utilizadas em máquinas-ferramenta, para possibilitar a usinagem de materiais,
onde cada tipo de trabalho exige uma ferramenta específica. Destacam-se.
2.6.1 Fresas
As fresas são ferramentas que cortam através do fio de seus dentes quando estão
animadas de um movimento de rotação. São características da fresadora, embora possam
utilizar-se em outras máquinas-ferramenta para realizar algumas operações especiais de
fresagem.
As fresas, em geral, estão constituídas por um corpo de rotação na periferia, na qual se
acham dentes talhados nos próprios materiais ou postiços, conforme Figura 2.11.
Figura 2.11 - Tipos de fresas
Fonte: EMPRESA USINAGEM RIO VERDE, 2009
25
O corpo pode ser cilíndrico, cônico, esférico ou de combinações de formas.
Constroem-se de aço rápido e excepcionalmente de aço carbono.
Os dentes estão dispostos sobre as superfícies da fresa segundo suas posições, são
chamados dentes laterais ou frontais. Suas arestas de corte podem seguir linhas retas ou
curvas que ao girar constituem o perfil da fresa. Há fresas chamadas de dentes alternados, nas
quais a disposição dos seus dentes é tal, que oferecem sempre um ângulo de saída positivo.
Os dentes de perfil constante são os que ao afiar-se a fresa conservam seu perfil, como
nas fresas para dentes de rodas dentadas ou de fresar ranhuras para machos e brocas
helicoidais.
A haste e o furo, para sua fixação e condução durante o corte, as fresas tem uma haste
que pode ser cônica ou cilíndrica, ou ter um furo.
As hastes têm dimensões proporcionais ao esforço máximo que a fresa realiza durante
o corte, e as cônicas são normalizadas, (cones Morse ou americano). Os diâmetros dos furos
também são proporcionais e podem ter rasgo de chaveta para a montagem no eixo porta -
fresas com chaveta de arrasto, a fim de evitar deslizamentos durante o corte.
2.6.2 Tipos de fresa
São os tipos mais comuns existentes, fresa de perfil constante, para moldes e matrizes
de dentes postiços, para fresagem plana, para ranhuras, rasgo de chaveta, ranhuras angulares e
calda de andorinha.
2.6.2.1 Perfil constante
São as que ao afiar-se a fresa conservam seu perfil, é usada em trabalhos especiais
como fresamento de perfil côncavo, convexo, engrenagens de corrente, rodas dentadas e para
fresar ranhuras para machos e brocas helicoidais, conforme Figura 2.12.
26
Figura 2.12 - Perfil constante
Fonte: EMPRESA USINAGEM RIO VERDE, 2009
2.6.2.2 Para moldes e matrizes
São fresas que apresentam características especificas para esse tipo de trabalho que é a
fresagem de moldes e matrizes, conforme Figura 2.13.
Figura 2.13 - Fresa para moldes e matrizes
Fonte: APOSTILA FRESAGEM MECÂNICA - SENAI, 2005
27
2.6.2.3 Dentes postiços
São utilizados em diversos tipos de fresagem, os dentes podem ser de aço rápido ou
pastilhas de carboneto metálico, nos corpos distinguem as superfícies laterais e as frontais,
conforme Figura 2.14.
Figura 2.14 - Fresa de dentes postiços (bailarina)
Fonte: EMPRESA USINAGEM RIO VERDE, 2009
2.6.2.4 Para fresagem plana
São utilizadas quando se deseja obter uma superfície plana, geralmente são
fabricadas de aço rápido ou de aço carbono, conforme Figura 2.15.
Figura 2.15 - Fresas para superfície plana
Fonte: APOSTILA FRESAGEM MECÂNICA - SENAI, 2005
28
2.6.2.5 Para ranhuras e rasgo de chaveta
São utilizadas para fazer ranhuras e rasgo de chaveta retilíneos reproduzindo o perfil
da fresa das mais variadas formas e tamanhos, geralmente são fabricadas de aço carbono, mas
também existem fresas de metal duro, onde são empregadas em trabalhos especiais
oferecendo um alto desempenho, conforme Figura 2.16.
Figura 2.16 - Disco, woodruff, topo
Fonte: EMPRESA USINAGEM RIO VERDE, 2009
2.6.2.6 Ranhuras angulares e calda de andorinha
São utilizadas para produzir uma ranhura reta no material reproduzindo o perfil da
fresa. É aplicada na construção de guias para órgãos de máquinas, das quais as mais comuns
são as chamadas calda de andorinha, conforme Figura 2.17.
Figura 2.17- Ranhuras angulares e “cauda de andorinha”
Fonte: APOSTILA FRESAGEM MECÂNICA - SENAI, 2005
29
2.6.3 Condições de uso e conservação
As fresas são ferramentas de um custo elevado e delicadas, por esse motivo deve-se
tomar precauções para sua conservação. Alguns aspectos que se devem considerar para terem
melhores condições de uso e conservação são os seguintes.
a) Escolha a fresa de acordo com o trabalho a executar;
b) Trabalhe nas condições adequadas (velocidade de corte, profundidade de corte,
refrigeração);
c) Uma vez terminado o trabalho, verifique o estado das arestas cortantes e se necessário,
providencie o seu refiamento.
d) Limpe-a e proteja utilizando uma película de óleo ou graxa;
e) Guarde-a em lugar próprio evitando que as arestas de corte não recebam golpes;
30
CAPÍTULO 3
PROCESSSOS DE FRESAGEM
Os processos de fresagem classificam-se em três tipos básicos (Figura 3.1 e 3.4):
Fresamento cilíndrico tangencial.
Fresamento frontal.
Fresamento composto.
Como em todos os processos de usinagem, a ferramenta de corte, deve ser apropriada
para o serviço a desenvolver, obedecendo sempre seus limites de velocidades de corte e
avanço.
Figura 3.1 – Fresagem tangencial e frontal
Fonte: Web - APOSTILA DE USINAGEM / CEFET-MG, 1981
3.1 Fresamento cilíndrico tangencial
Processo de fresamento destinado à obtenção de superfícies planas paralelas ao eixo de
rotação da ferramenta (Figuras 3.1 e 3.2). Quando a superfície obtida não for plana ou o eixo
de rotação da ferramenta, for inclinado em relação à superfície originada na peça, será
considerado como um caso especial de fresamento tangencial. Dentro deste processo se
destaca a usinagem de engrenagens e cremalheiras.
O fresamento cilíndrico tangencial pode ser concordante e discordante, conforme
figura 3.2.
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a)Fresamento cilíndrico tangencial b) Fresamento cilíndrico tangencial
Concordante Discordante
Figura 3.2 - Fresamento cilíndrico tangencial concordante e discordante
Fonte: Web - APOSTILA DE USINAGEM / CEFET-MG, 1981
3.1.1 Fresamento cilíndrico tangencial concordante
Acontece quando o sentido de avanço do material a ser desbastado é o mesmo sentido
que a ferramenta de corte está desbastando. Não é aconselhável em máquinas convencionais
por causa das folgas que geralmente suas mesas possuem, essas folgas fazem com que a
ferramenta puxe a peça para cima dela, sem desbastar o material, além de não dar
acabamento, podendo quebrar a ferramenta de corte (Figura 3.2-a).
3.1.2 Fresamento cilíndrico tangencial discordante
Acontece quando o sentido de corte da ferramenta está ao contrário do sentido de
avanço do material a ser desbastado. É a maneira mais aconselhável de desbaste em
fresadoras convencionais, pois além de garantir um bom acabamento, não ocorre perigo de
quebrar a ferramenta (Figura 3.2-b).
3.2 Fresamento frontal
Processo de fresamento destinado à obtenção de superfícies planas perpendiculares ao
eixo de rotação da ferramenta (Figuras 3.1-b e 3.3).
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Figura 3.3 - Fresamento frontal de canaletas com fresas de topo
Fonte: Web - APOSTILA DE USINAGEM / CEFET-MG, 1981
3.3 Fresamento composto
Quando há casos em que os dois tipos básicos de fresamento comparecem
simultaneamente, podendo haver ou não predominância de um sobre outro (Figura 3.4).
Figura 3.4 - Fresamento composto
Fonte: Web - APOSTILA DE USINAGEM / CEFET-MG, 1981
3.4 Principais movimentos de ferramentas de corte
Todas as ferramentas de corte possuem limites máximos de remoção de cavacos
calculados pela relação, espaço percorrido e tempo.
A Figura 3.5 mostra com mais detalhes os movimentos de avanço e de corte de uma
fresa cilíndrica trabalhando.
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Figura 3.5 - Principais movimentos de uma fresa em funcionamento.
Fonte: Web - APOSTILA COLEÇÃO BÁSICA - SENAI, 2000
3.4.1 Velocidades de corte (Vc)
A velocidade de corte é o parâmetro de corte mais influente na vida da ferramenta
baseado em dois fatores: material da ferramenta de corte e material da peça a ser usinada.
Para processos com movimentos de rotação, como por exemplo, a fresagem, a
velocidade de corte é calculada pela equação:
Vc = π. d. n / 1000 [m / min]
Onde:
d: diâmetro da ferramenta (mm).
n: número de rotações por minuto .
Os valores de velocidades de corte geralmente são encontrados em tabelas fornecidas
pelos fabricantes de ferramentas de corte, conforme, Tabela 3.1.
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Tabela 3.1 - Velocidades de corte para fresas de aço rápido
Fonte: Web - APOSTILA COLEÇÃO BÁSICA - SENAI, 2000
3.4.1.1 Rotação por minuto (RPM)
A rotação por minuto é ajustada nas máquinas-ferramentas antes do início da
usinagem. Para processos de fresagem a equação mais comum para calcular o rpm é a
seguinte:
n = Vc. 318 / Ø
Onde:
n: rotação por minuto (rpm).
Vc: velocidade de corte (m/min.).
Ø: diâmetro da ferramenta (mm).
3.4.2 Velocidades de avanço (Vf)
E o percurso de avanço da ferramenta em cada volta (mm/volta).
É o parâmetro mais influente na qualidade do acabamento superficial da peça. A
fórmula mais comum que se usa e a seguinte:
Vf = f. z. n[mm/min.]
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Os valores de f, para ferramentas multicortantes como fresas, geralmente são
fornecidos pelos catálogos de fabricante de ferramentas de corte, conforme Tabela 2.2. O
valor de z é a quantidade de dentes que a ferramenta de corte possui, e o n e a rotação por
minuto.
.
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Tabela 2.2 – Avanço por dente para fresas de aço rápido
Fonte: Web - APOSTILA COLEÇÃO BÁSICA - SENAI, 2000
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CAPÍTULO 4
CONCLUSÃO
O desenvolvimento de peças e acessórios sempre resultará em novos rumos no
desenvolvimento de tecnologias, facilitando cada vez mais o trabalho dos operadores.
Conclui-se que esse trabalho proporciona uma ampla visão do que é a fresagem e seus
processos, relatando cálculos e modelos de peças, dando ênfase à usinagem em fresadoras,
onde foram citados os modelos de máquinas, acessórios e ferramentas que complementam o
funcionamento das mesmas.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] APOSTILA DE USINAGEM – CEFET de Minas Gerais, 1981.
[2] APOSTILA COLEÇÃO BÁSICA – SENAI de Minas Gerais, 2000
[3] APOSTILA MATEMÁTICA APLICADA A MECÂNICA – SENAI de Goiás, 2000
[4] APOSTILA FRESAGEM – SENAI de Goiás, 2005
[5] CASILLAS, A. L. Máquinas / Formulário Técnico. Edição no Brasil em 1980
[6] MODELOS DE MÁQUINAS – Disponível em: http://www.wikinpédia.com. - Acesso em
maio de 2009
[7] GOOGLE IMAGENS – Disponível em: http://www.google.com.br - Acesso em maio de
2009
[8] SOLO STOCKS BRASIL EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS, – Disponível em:
http://www.solo stocks.com.br - Acesso em maio de 2009
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