Uma rápida comparação de máquinas-ferramentas CNC

As máquinas CNC são equipamentos extremamente versáteis, em grande parte graças à variedade de ferramentas de corte que podem acomodar. De fresas de topo a fresas de rosca, há uma ferramenta para cada operação, permitindo que uma máquina CNC execute uma variedade de cortes e incisões em uma peça de trabalho.

Conhecer essas ferramentas de corte é uma ótima maneira de entender a usinagem CNC em geral. E uma melhor compreensão da usinagem o ajudará a projetar peças mais adequadas ao processo de fabricação.

Este artigo analisa algumas das ferramentas de corte de usinagem CNC mais usadas, embora existam muitas outras além das discutidas.

Noções básicas de ferramentas de corte

Uma ferramenta de corte é um dispositivo usado para remover material de um bloco sólido de material. É encaixado no fuso de uma máquina CNC, que segue as instruções do computador para guiar a ferramenta de corte para onde ela precisa ir.

As ferramentas de corte removem o material da peça de trabalho por um processo de deformação por cisalhamento. Ou seja, a ferramenta afiada gira em alta velocidade e corta da peça de trabalho muitos pequenos cavacos, que são então ejetados da peça de trabalho. Algumas ferramentas fazem contato com a peça de trabalho apenas em um ponto, enquanto outras, como fresas de topo, atingem o material em vários pontos.

A maioria das ferramentas de corte de máquinas CNC apresentam vários canais , que são ranhuras helicoidais que percorrem o exterior da ferramenta. As estrias podem ser pensadas como as calhas da ferramenta de corte, enquanto os dentes , as cristas afiadas entre cada flauta, são seus picos. Os cavacos cortados da peça de trabalho percorrem as ranhuras à medida que são ejetados.

O número ideal de canais em uma ferramenta de corte depende do material da peça. Uma ferramenta com menos canais é preferível para materiais macios, pois o aumento da largura do canal significa que cavacos maiores podem ser ejetados. Uma contagem de canais mais alta pode aumentar a velocidade e é adequada para materiais mais duros, mas pode levar ao encravamento de cavacos, pois cada canal é mais estreito.

O tipo de ferramenta de corte afetará o tamanho do cavaco removido da peça de trabalho, assim como a velocidade do fuso e a taxa de avanço.

Materiais de ferramentas de corte

Para cortar a peça sólida, as ferramentas de corte devem ser feitas de um material mais duro do que o material da peça. E como a usinagem CNC é usada regularmente para criar peças de materiais muito duros, isso limita o número de materiais disponíveis para ferramentas de corte.

Os materiais comuns das ferramentas de corte incluem:

Aço carbono

O aço carbono é uma liga de aço acessível contendo 0,6-1,5% de carbono, além de silício e manganês.

Aço rápido

O HSS mais caro é mais duro e resistente que o aço carbono graças à sua mistura de cromo, tungstênio e molibdênio.

Carbeto

Normalmente sinterizadas com outro metal como o titânio, as ferramentas de metal duro são resistentes ao desgaste e ao calor, proporcionando um excelente acabamento superficial.

Cerâmica

Usadas para cortar superligas, ferro fundido e outros materiais fortes, as ferramentas de cerâmica são resistentes à corrosão e ao calor.

Revestimentos de ferramentas de corte

A função de uma ferramenta de corte depende de sua forma e material, mas também pode ser ajustada com um revestimento sobre o material principal.

Esses revestimentos podem tornar as ferramentas mais duras, aumentar sua vida útil ou permitir que cortem em velocidades mais rápidas sem comprometer a peça.

Os revestimentos comuns de ferramentas de corte incluem:

Nitreto de titânio (TiN)

TiN é um revestimento de uso geral com alta temperatura de oxidação que aumenta a dureza de uma ferramenta de corte.

Carbo-nitreto de titânio (TiCN)

O TiCN adiciona lubrificação e dureza de superfície a uma ferramenta de corte.

Nitreto de titânio de supervida (Al-TiN)

Al-TiN adiciona resistência ao calor para ferramentas de corte de metal duro, especialmente quando o mínimo de refrigeração é empregado.

Diamante

O diamante fornece um revestimento de alto desempenho para cortar materiais abrasivos.

Nitreto de cromo (CrN)

CrN adiciona resistência à corrosão e dureza às ferramentas de corte.

1. Fresa de topo

A fresa de topo é a ferramenta mais utilizada para usinagem CNC vertical. Com dentes de corte em uma extremidade e nas laterais, as fresas de topo podem remover grandes quantidades de material em um curto espaço de tempo.

Fresas de topo vêm em muitas formas. Alguns têm apenas uma única flauta, enquanto alguns podem ter até oito ou até mais. (Além de quatro canais, no entanto, a remoção de cavacos pode se tornar um problema.)

Os tipos de fresa de topo incluem:

• Plana:ferramenta de face plana de uso geral adequada para recursos 2D
• Nariz esférico:Ferramenta com extremidade em forma de bola adequada para contornos e curvas 3D
• Nariz de touro:Ferramenta com fundo plano e canto arredondado adequado para filetes e desbaste

2. Fresa de topo de desbaste

Uma fresa de topo de desbaste é um tipo de fresa de topo usada para remover grandes quantidades de material com menos precisão do que um padrão moinho final.

A ferramenta possui dentes serrilhados que removem grandes seções de material, mas deixam um acabamento áspero na peça. Produz pequenos cavacos que são fáceis de limpar.

3. Fresadora de face

As fresas de facear consistem em um corpo sólido com pastilhas de fresa intercambiáveis, geralmente feitas de metal duro. Eles são usados ​​para fazer seções planas na peça de trabalho, muitas vezes antes que outro tipo de cortador seja usado para fazer recursos detalhados.

Como as arestas de corte das fresas de facear se encontram nas laterais, o corte deve ser feito na horizontal.

No entanto, as fresas de facear podem ser mais econômicas do que outras ferramentas de corte, uma vez que as variações no perfil de corte podem ser alcançadas substituindo as pequenas pastilhas da fresa em vez de toda a ferramenta.

4. Cortador de moscas

Os cortadores de mosca compreendem um ou dois bits de ferramenta contidos em um corpo sólido. Os bits da ferramenta de um cortador de mosca fazem cortes amplos e rasos, produzindo um acabamento de superfície suave.

É mais comum encontrar cortadores com uma broca, mas aqueles com duas brocas - às vezes chamados de "barras com mosca" - fornecem um balanço maior.

Menos dispendiosos do que fresas de facear, os cortadores de mosca podem, no entanto, ser usados ​​para fins semelhantes.

5. Moinho de rosca

Muitos engenheiros preferem fazer roscas usando machos, mas roscas também podem ser feitas com uma máquina CNC equipada com rosca moinho.

Os moinhos de rosca podem cortar roscas internas ou externas, e podem ser melhores que machos para penetrar em metais muito duros ou peças assimétricas.

6. Broca

As máquinas CNC podem ser equipadas com uma variedade de brocas para várias operações de corte. As brocas têm um ou mais canais e um ponto de corte cônico.

As brocas usadas na usinagem CNC incluem:

• Freak helicoidal:Usada para fazer furos na peça de trabalho
• Perfuração central:usada para localizar com precisão um furo antes de perfurar
• Broca ejetora:usada para furação profunda

7. Alargador

Os alargadores são usados ​​para alargar os furos existentes na peça de trabalho, proporcionando um diâmetro de furo exato e um excelente acabamento superficial.

Alargadores podem criar furos com tolerâncias muito mais apertadas do que outras ferramentas de corte.

8. Moinho oco

Fresas ocas são ferramentas de corte em forma de tubo que são como fresas de topo invertidas. Suas arestas de corte estão no interior da forma do tubo e podem ser usadas para criar formas como pontos completos e raios de forma.

9. Cortador lateral e frontal

As fresas laterais e frontais possuem dentes tanto na lateral quanto na circunferência e são adequadas para cortes desbalanceados.

Essas ferramentas de corte podem ser usadas para cortar ranhuras e ranhuras com taxas de avanço rápidas. Seus dentes podem ser retos ou escalonados.

10. Cortador de engrenagem

Fresas CNC às vezes são usadas para criar engrenagens de metal para a indústria de manufatura. Ferramentas de corte de engrenagens específicas podem ser usadas para fazer essas engrenagens.

Às vezes, o corte de engrenagens requer um tipo especial de fresadora conhecida como fresadora.

11. Moinho de placas

Fresas de placas ou fresas planas são usadas para fresar superfícies planas, geralmente com a superfície alvo montada paralela à mesa da máquina.

Essas ferramentas de corte não possuem dentes laterais e podem ser usadas para operações de usinagem geral ou pesada.

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