Fresagem CNC: Escolhendo entre Fresagem Descendente e Convencional para Resultados Ótimos

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Especialistas utilizam inúmeras técnicas de fresagem CNC para extrair o máximo de suas máquinas, dependendo do tamanho, forma, características e material da peça a ser usinada. Uma dessas técnicas empregadas na indústria é a utilização de diferentes abordagens de corte, nomeadamente fresagem descendente (down milling) e fresagem convencional (back milling). Utilizar o tipo correto de abordagem para uma aplicação específica desempenha um papel fundamental no sucesso da usinagem. Para contextualizar, seguem as definições de cada uma:

Fresagem Descendente (Down Milling)

Também conhecida como fresagem de avanço (climb milling). Nesta abordagem, a peça é alimentada na mesma direção de rotação da ferramenta de corte, resultando em uma força de corte descendente. O engate da ferramenta com a peça na entrada remove a espessura máxima de cavaco, diminuindo gradualmente até zero à medida que a ferramenta gira. Ter a mesma direção para o avanço e a rotação da ferramenta desenvolve menor resistência entre a ferramenta e a peça. Isso pode significar menor geração de calor durante o processo de usinagem.

Fresagem Convencional (Back Milling)

Também chamada de fresagem de avanço contrário (up milling). Esta abordagem é conhecida como o modo convencional de fresar, que envolve alimentar a peça contra a direção de rotação da ferramenta de corte, causando uma força de corte ascendente. Aqui, a ferramenta de corte é forçada contra a peça ao engatar, produzindo atrito relativamente alto e, consequentemente, maior quantidade de calor. Na fresagem convencional, ao contrário da descendente, a ferramenta começa a remover a espessura mínima de material até atingir gradualmente a máxima à medida que gira.

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Qual a Diferença entre Fresagem Convencional e Descendente?

Estes dois métodos diferem na forma como são alimentados. Para explicar melhor, abaixo está uma comparação de como diferem no engate dos dentes, evacuação de cavacos, forças de corte, desgaste da ferramenta e refrigeração.

1. Engate dos Dentes

Devido à direção de corte oposta da fresagem convencional, a carga de cavaco nos dentes é mínima no início. Isso significa que, à medida que um dente engata com a peça, a largura do cavaco aumenta de zero até o máximo. Já na fresagem descendente, um dente da ferramenta começa a cortar um cavaco de espessura máxima até zero à medida que cada dente engata com a peça.

Idealmente, para garantir um excelente acabamento superficial, é essencial considerar a menor espessura de cavaco possível no final do corte. É por isso que a fresagem convencional é preferida para processos de desbaste, e a fresagem descendente para operações de acabamento.

2. Evacuação de Cavacos

Outra distinção importante é que os cavacos resultantes se separam da peça de forma diferente. Os cavacos durante a fresagem convencional são lançados em movimento ascendente, enquanto na fresagem descendente se separam em direção descendente. Isso significa que na fresagem convencional, os cavacos tendem a se acumular na zona de corte e podem obstruir ou ser carregados pela aresta de corte durante a operação, comprometendo o acabamento superficial. Por outro lado, na fresagem descendente, os cavacos deixam a peça facilmente sem muita interferência no corte. Por isso, a fresagem descendente é considerada mais adequada para gestão de cavacos.

3. Forças de Corte

Relacionado à entrada e saída da ferramenta em ambas as abordagens, suas forças de corte também variam. A força de corte na fresagem convencional começa de zero até o máximo, enquanto na descendente começa do máximo até zero. Devido à forma como o material é cortado na operação de fresagem descendente, pode-se atingir consumo de energia relativamente menor.

Além disso, a força de corte da fresagem convencional é direcionada para o lado oposto, tendo tendência a erguer a peça de seu aperto. Por outro lado, a força de corte na fresagem descendente é direcionada para baixo, assegurando o aperto da peça, diminuindo as chances de ela ser puxada para fora.

4. Desgaste da Ferramenta

Como a fresagem convencional corta em direção oposta, ela experimenta atrito mais alto, resultando em maior chance de desgaste da aresta da ferramenta. Já na fresagem descendente, o desgaste da ferramenta é relativamente minimizado porque corta o material na mesma direção do seu avanço.

Quando Usar Fresagem Convencional e Descendente?

Na fresagem CNC, tanto a descendente quanto a convencional oferecem vantagens em determinadas situações e aplicações. Descritos abaixo estão seus benefícios e em quais circunstâncias são melhor utilizadas:

Vantagens da Fresagem Convencional

A fresagem convencional ou de avanço contrário é o modo tradicional de fresar, quando as máquinas ainda não eram equipadas com eliminadores de folga (backlash). As forças opostas nesta abordagem removem erros que a folga da máquina possa causar.

Esta abordagem é preferida para lidar com as demandas robustas do desbaste de peças com materiais duros e quebradiços (ex.: endurecidos, fundidos ou forjados). Além de sua aplicação no desbaste, os operadores tendem a configurar sua abordagem para fresagem convencional ao usinar paredes finas e superfícies estendidas. A razão é que a deflexão é minimizada devido às forças opostas durante o corte.

Vantagens da Fresagem Descendente

Com o tempo, a tecnologia por trás das máquinas de fresagem CNC evoluiu, eliminadores de folga foram integrados em seus mecanismos, permitindo que os operadores utilizassem a fresagem descendente em seus processos.

A fresagem descendente é considerada a forma mais eficiente de usinar peças em circunstâncias normais porque, geralmente:

• Possui carga reduzida na aresta de corte, resultando em menor desgaste da ferramenta e maior vida útil.
• Produz acabamento superficial suave devido à sua abordagem de corte (espesso para fino).
• Gera menos calor que a fresagem convencional.
• Exige dispositivo de fixação menos crítico.
• Possui melhor evacuação de cavacos.

Com todas estas vantagens, ainda há pontos de atenção na fresagem descendente: folga da máquina e deflexão tanto da ferramenta quanto da peça.

Conclusão:

A fresagem descendente e convencional são abordagens diferentes usadas na prestação de serviços de fresagem CNC, ambas oferecendo vantagem em dada situação ou aplicação. A distinção fundamental entre elas é a direção de corte e avanço. Na fresagem descendente, o material é alimentado na mesma direção da rotação da ferramenta. Por outro lado, na convencional, o material é alimentado na direção oposta à rotação da ferramenta.

Da discussão acima, podemos concluir:

• A fresagem descendente é o processo preferido quando se deseja acabamento superficial suave, enquanto a convencional é para fins de desbaste.
• A fresagem descendente tem melhor geração de calor, menor carga e melhor evacuação de cavacos.
• A fresagem convencional é um bom processo quando se trata de minimizar folga da máquina e deflexão.