Dominando a Fresagem Trocoidal: Um Guia Completo

O seguinte é apenas um dos vários artigos relevantes sobre Fresagem de Alta Eficiência. Para obter uma compreensão completa deste popular método de usinagem, veja qualquer um dos posts adicionais sobre HEM abaixo!

Introdução à Fresagem de Alta Eficiência | Usinagem de Alta Velocidade vs. HEM | Como Combater o Afinamento de Cavaco | Aprofundando a Profundidade de Corte | Como Evitar 4 Principais Tipos de Desgaste de Ferramenta

O que é Fresagem Trocoidal?

A fresagem trocoidal é um método de usinagem usado para criar um canal mais largo que o diâmetro de corte da ferramenta. Isso é realizado usando uma série de cortes circulares conhecidos como trajetória de ferramenta trocoidal. Uma forma de Fresagem de Alta Eficiência (HEM), a fresagem trocoidal aproveita altas velocidades enquanto mantém uma baixa profundidade de corte radial (RDOC) e uma alta profundidade de corte axial (ADOC).

A fresagem trocoidal baseia-se amplamente na teoria do afinamento de cavaco na usinagem. O pensamento convencional sugere que ferramentas de corte têm uma carga de cavaco ideal que determina a largura e tamanho ideais dos cavacos produzidos. O conceito de combater o afinamento de cavaco envolve usinar com uma carga de cavaco maior que a "ideal" para manter uma espessura máxima de cavaco constante.

Em contraste com uma trajetória radial completamente linear na usinagem convencional, a fresagem trocoidal aproveita uma trajetória em espiral com baixa RDOC para reduzir carga e desgaste na ferramenta (Figura 1).

Vantagens da Fresagem Trocoidal

• Forças de corte diminuídas
• Calor reduzido
• Maior precisão de usinagem
• Vida útil da ferramenta melhorada
• Tempos de ciclo mais rápidos
• Uma ferramenta para múltiplos tamanhos de canais

A fresagem trocoidal pode ser muito vantajosa em certas aplicações. O engajamento radial reduzido da aresta de corte diminui a quantidade de calor produzido no corte, além de diminuir as forças de corte e carga no fuso. As forças radiais reduzidas permitem maior precisão durante a produção e tornam possível usinar características mais finas e precisas em uma peça.

Além disso, a menor profundidade de corte radial permite uma maior profundidade de corte axial, significando que todo o comprimento da aresta de corte pode ser utilizado. Isso garante que calor e forças de corte sejam distribuídos pela aresta de corte da ferramenta, em vez de concentrados em uma única seção. O calor e desgaste reduzidos, combinados com sua distribuição uniforme na aresta de corte, resultam em vida útil significativamente melhorada em comparação com métodos convencionais de canal.

Dadas as forças destrutivas reduzidas, as velocidades da ferramenta de corte podem ser aumentadas. Como todo o comprimento de corte é utilizado, a fresagem trocoidal pode eliminar a necessidade de múltiplas profundidades de corte axiais. Parâmetros de execução aumentados e um número reduzido de passadas reduzem muito o tempo de ciclo.

Como a fresagem trocoidal usa uma ferramenta para usinar um canal mais largo que seu diâmetro de corte, a mesma ferramenta pode ser usada para criar canais de tamanhos variados, em vez de apenas um. Isso pode liberar espaço no seu magazine de ferramentas e economizar tempo em trocas, dependendo dos requisitos da peça (Figura 2).

Embora o canaleamento seja uma operação de desbaste, a profundidade de corte radial reduzida e as forças de corte diminuídas da fresagem trocoidal frequentemente resultam em um acabamento melhor sobre uma trajetória convencional. No entanto, uma passada de acabamento nas paredes da peça pode ser necessária para remover quaisquer rebarbas deixadas pelo movimento espiral da ferramenta de corte.

Clique Aqui para Saber Mais Sobre o Poder de Aumento de Eficiência da Fresagem de Alta Eficiência

Desafios da Fresagem Trocoidal

Os desafios da fresagem trocoidal são tipicamente encontrados na maquinaria e software. A máquina certa para aproveitar a fresagem trocoidal não só será capaz de altas velocidades e avanços, mas também será capaz de uma taxa de avanço constantemente mudando à medida que a ferramenta se move ao longo de seu caminho espiral. A incapacidade de ter uma taxa de avanço variável causará afinamento de cavaco que pode gerar resultados não ideais e potencialmente causar quebra de ferramenta. Software especial também pode ser necessário para programar trajetórias e taxas de avanço para este processo. Isso é ainda mais complicado por fatores como a razão entre o diâmetro da fresa e o tamanho do sulco, bem como a profundidade de corte radial para essas diferentes razões. A maioria dos números sugere que o diâmetro da fresa seja 50%-70% da largura final do canal, enquanto a profundidade de corte radial deve igualar 10%-35% do diâmetro da fresa (Tabela 1), mas a opção mais segura é sempre consultar o fabricante da ferramenta.

Fresagem Trocoidal e Microusinagem

Benefícios na Microusinagem

A microusinagem também pode se beneficiar da fresagem trocoidal. O engajamento radial reduzido e as forças de corte menores produzidas durante uma trajetória trocoidal colocam menos força nas ferramentas de corte. Isso é especialmente importante para ferramentas de diâmetro menor, pois são mais fracas e menos rígidas, e as forças de corte reduzidas diminuem a chance de deflexão e quebra.

Desafios na Microusinagem

Embora a fresagem trocoidal com ferramentas em miniatura seja teoricamente benéfica, existem desafios adicionais associados a ferramentas menores. Ferramentas de corte em miniatura são muito mais suscetíveis a quebra devido a runout do fuso e vibração, inconsistências de material, carregamento desigual e muitas outras variáveis que surgem durante a usinagem. Dependendo da sua aplicação, pode valer a pena usar a ferramenta com o maior diâmetro para resistência extra. Embora existam benefícios potenciais no nível em miniatura, mais atenção deve ser dada à configuração da máquina e material para garantir que as ferramentas tenham a maior chance de sucesso.

Assim como HEM, como regra geral, a fresagem trocoidal não deve ser considerada ao usar ferramentas com diâmetros de corte menores que .031". Embora possível, a fresagem trocoidal ainda pode ser proibitivamente desafiadora ou arriscada em diâmetros abaixo de .062", e sua aplicação e máquina devem ser consideradas cuidadosamente.

Conclusão

A fresagem trocoidal é uma técnica de Fresagem de Alta Eficiência (alta velocidade, alta ADOC, baixa RDOC) caracterizada por uma trajetória de ferramenta circular, ou trocoidal. Este estilo de fresamento é comprovado para oferecer benefícios significativos no processo de usinagem, como aumento da vida útil da ferramenta, redução dos tempos de usinagem e menos ferramentas necessárias para um trabalho. No entanto, é crítico ter uma máquina e software capazes de altas velocidades e avanços e taxas de avanço constantemente variáveis para evitar falha crítica da ferramenta. Embora ferramentas em miniatura ainda possam se beneficiar da fresagem trocoidal, o risco de quebra deve ser considerado cuidadosamente, especialmente em diâmetros de fresa abaixo de .062". Embora a fresagem trocoidal possa aumentar sua eficiência de usinagem em muitas aplicações, é sempre uma boa ideia consultar seu fabricante de ferramentas antes.

Um ótimo exemplo de fresagem trocoidal em ação pode ser visto neste vídeo, onde uma fresa Helical Solutions de 1/2" com hélice variável, passo variável foi usada para usinar um bloco de aço inoxidável 316.