Guia Especialista de Solução de Problemas em Fresas de Topo: Prevenção de Desgaste e Quebra

Uma fresa de topo tem uma vida útil esperada determinada pelo seu uso, especificidade de material e revestimento. Para maquinistas, desgaste prematuro e quebra de ferramenta são dores de cabeça facilmente evitáveis. Esses problemas podem levar a acabamentos ruins de peças, tempo de inatividade da máquina e até peças descartadas. Entender os problemas que essas ferramentas enfrentam no fuso é um primeiro passo fundamental na solução desses problemas, se ocorrerem.

Desgaste Prematuro da Ferramenta

Causas

O desgaste prematuro em fresas de topo é um dos problemas mais comuns que um maquinista enfrentará. O desgaste da ferramenta é frequentemente um problema quando as velocidades de corte são mais rápidas que o recomendado para a ferramenta, ou, curiosamente, quando a velocidade e/ou avanço da fresa de topo é muito leve.

Além disso, materiais duros e naturalmente abrasivos causam estragos nas ferramentas de corte quando revestimentos adequados não são utilizados. Os revestimentos desempenham uma miríade de papéis para uma ferramenta de corte e operação de corte, incluindo fornecer resistência ao desgaste e auxiliar na eficiência da remoção de cavacos.

Outras causas comuns de desgaste prematuro incluem o uso de ângulos de hélice incorretos, ou recorte de cavacos.

Soluções

Resolver esses problemas é bastante direto. Nos casos de velocidades e avanços de corte incorretos, os maquinistas têm várias opções. Primeiro, diminuir a velocidade do fuso corrigirá velocidades de corte muito rápidas. Em segundo lugar, ajustar velocidades e avanços consultando as tabelas de velocidades e avanços dos fabricantes permitirá o uso adequado da ferramenta. Isso também resolverá problemas de recorte de cavacos, e ajustará a profundidade de corte (DOC) e/ou refrigerante/ar para limpar adequadamente os cavacos da peça. Finalmente, selecionar o ângulo de hélice e revestimento adequados para o trabalho obterá a melhor vida útil e desempenho da ferramenta de corte.

Lascamento da Aresta da Fresa

Causas

O lascamento da aresta da fresa é comumente visto em usinagem agressiva e rígida. Maquinistas encontrarão isso quando sua taxa de avanço for muito agressiva tanto na usinagem contínua quanto no corte inicial. DOC agressiva é outra causa comum de lascamento da ferramenta.

Soluções

O lascamento da aresta é um problema facilmente resolvido para maquinistas. Reduzir a taxa de avanço geral e inicial diminuirá a agressividade do corte. Diminuir a profundidade de corte axial e/ou radial é outra solução para caminhos de ferramenta excessivamente agressivos.

Quanto à rigidez, se a própria ferramenta for o problema, os maquinistas devem trocar o porta-ferramenta, segurar o corpo da ferramenta mais profundamente, ou usar uma ferramenta mais curta. Refixar a peça e/ou melhorar a configuração geral também pode resolver este problema. Por fim, os maquinistas devem verificar seu fuso para run-out.

Quebra da Ferramenta

Causas

Muito parecido com o lascamento da aresta, a quebra da ferramenta pode ocorrer durante taxas de avanço agressivas e profundidades de corte excessivas. Da mesma forma, sobressaída extrema da ferramenta é um grande impulsionador da quebra da ferramenta. O acúmulo de cavacos também é comumente encontrado durante uma fratura e quebra da ferramenta. Outra causa primária de quebra é encontrada quando uma fresa de topo está excessivamente desgastada.

Soluções

Reduzir a taxa de avanço e DOC axial/radial é crucial para resolver problemas de quebra da ferramenta. Isso mostra ao maquinista que seus caminhos de ferramenta são muito agressivos para a estrutura da ferramenta escolhida. Para problemas relacionados à sobressaída, um maquinista deve segurar o corpo mais profundamente ou até optar por uma ferramenta mais curta.

Existem várias soluções para acúmulo de cavacos que incluem ajustar velocidades e avanços, e aumentar refrigerante ou pressão de ar para limpar adequadamente os cavacos. Ferramentas com menos flautas e vales mais profundos limpam cavacos muito mais facilmente. Neste caso, optar por uma ferramenta com menos flautas também pode combater o acúmulo de cavacos. Finalmente, optar por reafiar uma ferramenta mais cedo resolverá a quebra da ferramenta devido a desgaste excessivo.

Acúmulo de Cavacos

Causas

Como o acúmulo de cavacos é um impulsionador para quebra da ferramenta, resolver este problema cedo é chave para o sucesso da usinagem. Isso é causado por velocidades e avanços agressivos que estão além das capacidades da ferramenta. Além disso, vales de flautas muito pequenos para os cavacos produzidos levarão ao acúmulo. Finalmente, volume e pressão de refrigerante insuficientes não permitirão que os cavacos evacuem adequadamente.

Soluções

Para começar, os maquinistas devem consultar as tabelas de velocidades e avanços dos fabricantes para a ferramenta e considerar diminuí-las. Usar uma fresa de topo com menos flautas evitará o acúmulo permitindo que os cavacos evacuem adequadamente. Aumentar volume e pressão de refrigerante, junto com reposicionar o bico mais próximo ao ponto de corte, também auxiliará na evacuação adequada.

Vibração (Chatter)

Causas

Vibração da ferramenta, ou chatter, é uma maneira fácil de descartar uma peça na máquina. O chatter pode ocorrer antes da quebra, então as soluções para esses problemas são muito semelhantes. Embora não seja possível evitar completamente vibrações, minimizá-las é fundamental para uma operação de usinagem bem-sucedida.

Rigidez e caminhos de ferramenta agressivos são comuns em problemas de vibração da ferramenta no fuso. Esta falta de rigidez não se limita à própria ferramenta, mas também pode ser atribuída a instâncias na peça e na máquina-ferramenta. Além disso, escolher geometria de ferramenta imprópria pode levar a instâncias de vibrações desnecessárias.

Soluções

Reduzir velocidades e avanços, bem como DOC axial e/ou radial, é fundamental para resolver problemas de vibração da ferramenta. Quando a rigidez ruim é a causa, os maquinistas devem determinar de onde isso vem. Trocar o porta-ferramenta, segurar o corpo mais profundamente e usar uma ferramenta mais curta resolverão frequentemente esses problemas. Os maquinistas também devem verificar seu fuso para run-out em casos de rigidez. Finalmente, refixar a peça e/ou melhorar a configuração geral ajudará se essa for a causa.

Rebarbas

Causas

Rebarbas são comuns na usinagem e fazem os maquinistas desbastar manualmente uma peça após a conclusão. Embora isso seja comum, existem várias causas para rebarbas excessivas em uma peça. Primeiro, velocidades e avanços incorretos na usinagem podem causar rebarbas, assim como arestas de fresa cegas e ângulos de hélice incorretos.

Soluções

Se rebarbas estiverem presentes na usinagem, deve-se primeiro consultar velocidades e avanços adequados para uma ferramenta, e considerar diminuí-las durante a usinagem. Finalmente, usar uma estratégia de usinagem de fresamento escalonado (climb milling), e mudar para o ângulo de hélice correto, valerá a pena.

Acabamento Ruim

Causas

O acabamento adequado da peça é crucial para o sucesso de todos os maquinistas. Por outro lado, o acabamento ruim da peça frequentemente leva a peças descartadas e dores de cabeça. Isso geralmente é causado por taxas de avanço muito agressivas e velocidades muito lentas para a ferramenta e material. Em termos de taxas de avanço, profundidades de corte agressivas marcam as peças, levando a acabamentos ruins. Finalmente, ferramentas adequadamente afiadas em cenários perfeitos levam a acabamentos fantásticos. Quando as ferramentas enfrentam desgaste excessivo, o acabamento da peça sofrerá.

Soluções

Reduzir taxas de avanço e profundidades de corte é crítico para garantir um acabamento adequado da peça. Aumentar a velocidade da ferramenta (RPM) também ajudará a deixar um acabamento melhor na peça. Finalmente, usar uma ferramenta adequadamente afiada, ou reafiada a tempo, aliviará dores de cabeça de acabamento da peça.

Precisão Dimensional Ruim

Causas

A precisão das dimensões da peça é primordial para o sucesso de um maquinista e da oficina. Quando a precisão dimensional ruim está assolando um trabalho, existem várias áreas que os maquinistas devem investigar. Profundidades de corte agressivas, rigidez da ferramenta e rigidez da máquina-ferramenta são todas causas comuns de imprecisão.

Soluções

Reduzir profundidades de corte axial e/ou radial é um primeiro passo importante para resolver problemas de precisão dimensional. Se a falta de rigidez for o problema, um maquinista deve verificar, inspecionar e reparar a máquina, ferramenta, porta-ferramenta e fixadores. Além disso, usar uma ferramenta com mais flautas pode resolver este problema.

No geral, existem vários problemas de fresamento que podem afetar até os maquinistas mais experientes. Identificar corretamente o problema é um primeiro passo crítico para contabilizar esses problemas. Uma vez identificado o problema, entender a causa principal por trás dele levará a entender a solução adequada.