Fresadoras Explicadas: Componentes, Operação e Diagramas

As fresadoras estão entre as ferramentas de máquina mais utilizadas na manufatura moderna. Encontram-se em tudo, desde grandes linhas de montagem a pequenas oficinas de ferramentaria, e praticamente em qualquer setor intermediário. Quase todas as indústrias usam fresadoras, desde micro-fresadoras em laboratórios científicos de ponta até a indústria automotiva.

São populares entre fabricantes e engenheiros, pois permitem produzir peças mais complexas do que uma impressora 3D convencional consegue. Neste guia, abordamos o que são, como funcionam e quais características observar ao adquirir uma. Você terá todas as informações para comprar sua fresadora com confiança.

O que é Fresadora?

Uma fresadora é um dispositivo que gira uma ferramenta circular com várias arestas de corte dispostas simetricamente em torno de seu eixo. A peça é comumente fixada em um torno ou dispositivo similar preso a uma mesa que se move em três direções perpendiculares.

Fresadoras são usadas para usinar materiais sólidos, incluindo metal, plástico e madeira, sendo comuns para superfícies irregulares e planas. A ferramenta gira durante a operação, ao contrário do torno, onde a peça gira.

São máquinas-ferramenta motorizadas projetadas para fresar ou esculpir material. Utilizam variedade de ferramentas de corte, incluindo lâminas rotativas, brocas e abrasivos.

As melhores fresadoras apresentam construção em ferro fundido de alta qualidade, motores de velocidade variável, avanços motorizados e ferramentas de corte que se movem nos eixos X e Y. São usadas em marcenaria e metalurgia.

Comumente possuem motores elétricos autônomos, sistemas de refrigeração, leituras digitais, velocidades variáveis do fuso e avanços motorizados da mesa. Também podem furar, alargar, cortar engrenagens e produzir canais e bolsões.

Uma fresadora é projetada para prender o material firmemente em um torno ou fixado à mesa. A ferramenta de corte tipicamente tem movimento horizontal ou vertical, o que dá nome aos dois tipos básicos: fresadoras horizontais e verticais.

Fresadoras verticais usam ferramenta de corte rotativa que mais se assemelha a uma furadeira ou prensa de furar. O mandril de broca é montado em uma pórtico acima da mesa e é baixado na peça.

A ferramenta de corte é geralmente uma fresa de ponta única. Dependendo das especificações, a velocidade do cabeçote varia de 500 a 50.000 RPM.

Uma fresadora horizontal funciona de forma similar à vertical, exceto que usa uma mesa rotativa em vez de pórtico e sua ferramenta principal é geralmente de três ou quatro pontas. A velocidade de corte também varia conforme especificações, podendo chegar a 20.000 RPM.

Que tipo de fresadora você precisa?

Existem máquinas combinadas que unem elementos de fresadora com outras ferramentas comuns. Mini-fresadoras não são a única variação.

Fresadoras-furadeiras lembram prensas de furar ou fresadoras verticais simplificadas. Retificadoras especializadas pegam elementos da fresadora horizontal e os combinam com processo de desbaste para remover material lentamente, criando superfície plana.

Quanto às fresadoras "próprias", ainda há várias opções. Fresadoras de coluna (knee mills) são menores, frequentemente projetadas como fresadoras de bancada, igualmente adequadas para oficina doméstica ou industrial.

Fresadoras CNC são a opção topo de linha, fornecendo solução de alta precisão para fabricantes de peças.

Partes da Fresadora

Principais partes:

• Coluna e Base
• Coluna (Knee)
• Sela e Mesa Giratória (Swivel Table)
• Mecanismo de Avanço Motorizado
• Mesa
• Fuso (Spindle)
• Braço Superior / Braço Projetado (Over Arm / Overhanging Arm)
• Suporte do Arbour (Arbor Support)
• Ram

1. Coluna e Base

A coluna é outra parte fundamental. É montada verticalmente sobre a base. Suporta a coluna (knee), a mesa, etc. Funciona como carcaça para todos os demais elementos de acionamento. É um componente oco contendo engrenagens de acionamento e às vezes motor para o eixo e a mesa. A coluna possui reservatório e bomba de óleo para lubrificar os eixos.

2. Coluna (Knee)

É a primeira parte móvel. A sela e a mesa apoiam-se nela. O dispositivo de engrenagens está incluído na coluna. Esta é fixada à coluna principal pelo método de Dowell. É mantida e ajustada por um parafuso de posicionamento vertical, também chamado parafuso elevador. O parafuso elevador ajusta a coluna para cima e para baixo movendo a alavanca com auxílio de avanço manual ou motorizado.

3. Sela e Mesa Giratória

A sela fica sobre a coluna e apoia a mesa. Desliza sobre guia de cauda de andorinha horizontal na coluna, paralela ao eixo do fuso. Uma mesa giratória é fixada à sela e rota horizontalmente em ambas as direções.

4. Mecanismo de Avanço Motorizado

Fica na coluna. Controla avanços longitudinal, transversal e vertical. Para a taxa de avanço desejada, a alavanca de seleção é posicionada apontando para as placas de seleção. Em fresadoras de coluna e universais, o avanço é obtido girando o manípulo de seleção de velocidade até que a taxa apareça no mostrador. Quase todas têm alavanca de avanço rápido para aumento temporário da velocidade de avanço longitudinal, transversal ou vertical, usada no posicionamento da peça.

5. Mesa

É uma fundição retangular no topo da sela. Serve para fixar a peça ou dispositivos de fixação. Possui vários canais em T para prender a peça e ferramentas. Pode ser movida manualmente ou por motor. Para movimento manual, gira-se o manivela longitudinal. Para motorizado, aciona-se a alavanca de controle de avanço na direção longitudinal.

6. Fuso (Spindle)

Fica entre a mesa e a coluna, atuando como parte intermediária. Pode mover-se transversalmente na face. Desliza em guias na coluna perpendiculares à face da coluna principal. Sua função principal é mover a peça na direção horizontal. Também é de ferro fundido.

7. Braço Superior / Braço Projetado

É uma projeção sobre a superfície da coluna, cuja outra extremidade apoia o arbour. Pode ser uma fundição única com deslizamento no topo da coluna. Localiza-se acima da coluna na fresadora horizontal. É de ferro fundido.

8. Suporte do Arbour

É fundido com mancais que apoiam a extremidade externa do arbour. Também ajuda a alinhar a extremidade externa com o eixo. Impede a flexão da extremidade do arbour durante o corte. Tipicamente, dois tipos são usados: um com furo de mancal de pequeno diâmetro (máx. 1 polegada) e outro com furo de grande diâmetro (até 2 3/4 polegadas).

9. Ram

Serve como braço projetado na fresadora vertical. Uma extremidade fica no topo da coluna e o cabeçote de fresa na outra. Uma extremidade fixa-se à coluna e a outra ao cabeçote de fresa.

Preparação para Operação de Fresamento

O sucesso de qualquer operação de fresamento depende, em grande medida, do critério na preparação do trabalho, da peça, da mesa, do cone no fuso, da seleção da fresa adequada e da fixação da fresa pelo melhor meio nas circunstâncias.

Práticas fundamentais comprovadas pela experiência são necessárias para bons resultados:

• Antes de preparar, certifique-se de que a peça, a mesa, o cone no fuso e o arbour ou haste da fresa estão livres de cavacos, rebarbas ou danos.
• Não selecione fresa de diâmetro maior que o necessário.
• Verifique se a máquina está em boas condições, devidamente lubrificada, e move-se livremente mas não excessivamente em todas as direções.
• Considere o sentido de rotação. Muitas fresas podem ser invertidas no arbour; certifique-se se o fuso gira no sentido horário ou anti-horário.
• Avance a peça em direção oposta à rotação da fresa (fresamento convencional).
• Não altere avanços ou velocidades enquanto a máquina estiver em operação.
• Ao usar grampos para fixar a peça, certifique-se de que estão firmes e a peça não vibrará sob corte.
• Use óleo de corte recomendado generosamente.
• Use bom senso e critério no planejamento de cada trabalho, aprendendo com erros anteriores.
• Prepare cada trabalho o mais próximo possível do fuso da fresadora, conforme as circunstâncias permitam.

Diferentes Operações de Fresamento

Uma fresadora é uma ferramenta de máquina que corta metal enquanto a peça é avançada contra uma fresa multiponta rotativa. A fresa gira em alta velocidade e, devido às múltiplas arestas, corta o metal rapidamente. A máquina pode manter uma ou várias fresas simultaneamente.

Existem várias operações para diferentes tipos de trabalho:

1. Fresamento de Face (Face Milling)

Produz superfície plana na face da peça. O fresamento de face é feito na superfície colocada perpendicular ao eixo da fresa. Realizado por fresa de face montada em arbour curto. É a operação mais simples. A fresa gira em eixo perpendicular à superfície de trabalho. A profundidade de corte é ajustada girando o parafuso de avanço transversal da mesa.

2. Fresamento Lateral (Side Milling)

Produz superfícies verticais planas no lado da peça. Feito com fresa lateral. A profundidade de corte é ajustada girando o parafuso de avanço vertical da mesa.

3. Fresamento Plano (Plain Milling)

Para usinar superfícies planas, o eixo da fresa mantém-se paralelo à superfície. Também chamado de fresamento de superfície ou de placa. Usa fresa de fresamento plano. É o tipo mais comum. Produz superfície plana horizontal paralela ao eixo de rotação da fresa. A peça e a fresa são fixadas corretamente. A profundidade é ajustada pelo parafuso de avanço vertical. Inicia-se a máquina após selecionar velocidade e avanço corretos.

4. Fresamento de Dois Lados (Straddle Milling)

Usa duas fresas laterais para usinar dois lados opostos da peça. As fresas são montadas no mesmo arbour. A distância entre elas é ajustada com colares espaçadores. Comum para produzir superfícies quadradas ou hexagonais.

5. Fresamento Angular (Angular Milling)

Usina superfícies planas nem paralelas nem perpendiculares ao eixo da fresa. Também chamado de fresamento em ângulo. Usa fresa angular de ângulo único. Produz superfície angular na peça em ângulo diferente de 90° em relação ao eixo do fuso. O sulco angular pode ser de ângulo simples ou duplo, com ângulo incluído variável conforme o tipo de fresa. Exemplo simples: produção de blocos em V.

6. Fresamento em Grupo (Gang Milling)

Duas ou mais fresas são usadas simultaneamente para realizar diferentes operações. As fresas são montadas no arbour no fresamento em grupo. Usina várias superfícies simultaneamente avançando a mesa contra várias fresas de diâmetros iguais ou diferentes montadas no arbour. Economiza tempo de usinagem e é amplamente usado em trabalho repetitivo. A velocidade de corte do grupo é calculada a partir da fresa de maior diâmetro.

7. Fresamento de Forma (Form Milling)

Usina contornos especiais compostos de curvas, linhas retas ou apenas curvas em um único corte. Usam-se fresas convexas, côncavas e de arredondamento de cantos. Produz contornos irregulares usando fresas de forma. A forma pode ser convexa, côncava ou outra. Após usinagem, a superfície formada é inspecionada por gabarito. A taxa de corte é 20% a 30% menor que no fresamento plano.

8. Fresamento de Perfil (Profile Milling)

Usado para cortar um perfil na peça. Reproduz o contorno de um gabarito ou forma complexa de uma matriz-mestre na peça. Diferentes fresas são usadas; a fresa de topo (end mill) é amplamente utilizada.

9. Fresamento de Topo (End Milling)

Produz superfície plana que pode ser horizontal, vertical ou em qualquer ângulo tomando a mesa como referência. Usam-se fresas de topo. A operação produz superfície plana vertical, horizontal ou angular em relação à mesa. A fresa usada é a fresa de topo. Também usadas para produzir canais, ranhuras ou chavetas. Fresadora vertical é mais adequada para esta operação.

10. Fresamento de Serra (Saw Milling)

Produz ranhuras ou canais estreitos. Usa fresa de serra. Também realizado para operação completa de corte ao meio. A fresa e a peça são posicionadas de modo que a fresa fique diretamente sobre um dos canais em T da mesa.

11. Fresamento de Chavetas, Ranhuras e Canais

Produz chavetas, ranhuras e canais na peça. Pode ser feito com fresa plana, serra de corte de metal, fresa de topo ou fresa lateral. Canais abertos: fresa plana, serra de corte ou fresa lateral. Canais fechados: fresas de topo. Canais em cauda de andorinha ou em T: fresas especiais. O segundo canal é cortado em ângulo reto ao primeiro avançando a peça além da fresa. Chaveta Woodruff: fresa de chaveta Woodruff. Chavetas padrão no eixo: fresas laterais ou de topo. A fresa é posicionada exatamente na linha central da peça e então faz o corte.

12. Fresamento de Engrenagens (Gear Milling)

Corta engrenagens na peça. Usam-se fresas de engrenagem involuta. A operação é feita com fresa de forma aliviada. A fresa pode ser cilíndrica ou de topo. O perfil da fresa encaixa exatamente no espaço do dente da engrenagem. Dentes igualmente espaçados são cortados no blank segurando a peça em divisor universal e indexando-a.

13. Fresamento Helicoidal (Helical Milling)

Produz objetos com desenho helicoidal como engrenagens helicoidais, brocas torcidas, etc., executado na periferia de peça cilíndrica. Produz flautas ou ranhuras helicoidais na periferia de peça cilíndrica ou cônica. Realizado rotacionando a mesa ao ângulo de hélice requerido e depois rotacionando e avançando a peça contra arestas de corte rotativas da fresa. Produção de fresa helicoidal, engrenagens helicoidais, ranhuras ou flautas helicoidais em blank de broca ou alargador.

14. Fresamento de Cames (Cam Milling)

Usado para fabricar cames, utilizados para abrir e fechar válvulas em motores de combustão interna.

15. Fresamento de Roscas (Thread Milling)

Produz roscas usando fresa de rosca simples ou múltipla. Realizado em máquinas especiais de fresamento de rosca para produzir roscas precisas em pequenas ou grandes quantidades. Requer três movimentos de acionamento: um para a fresa, um para a peça e o terceiro para o movimento longitudinal da fresa.

Regras de Segurança para Fresadoras

Fresadoras requerem precauções especiais de segurança:

• Não toque na fresa rotativa.
• Coloque almofada de madeira ou cobertura adequada sobre a mesa para protegê-la de danos.
• Use sistema de dupla verificação ao mover acessórios pesados.
• Não tente apertar porcas do arbour usando a potência da máquina.
• Ao instalar ou remover fresas, sempre segure-as com pano para evitar cortar as mãos.
• Durante a preparação, instale a fresa por último para evitar ser cortado.
• Nunca ajuste a peça ou dispositivos de fixação enquanto a máquina estiver operando.
• Remova cavacos da peça com ancinho e escova apropriados.
• Desligue a máquina antes de qualquer ajuste ou medição.
• Ao usar óleo de corte, evite respingos com proteções adequadas. Óleo no piso pode causar escorregões e ferimentos.

Vantagens da Fresadora

• O tamanho e a construção robusta dão tremendo suporte para manusear máquinas grandes e pesadas sem danificá-la.
• Oferece opções flexíveis de controle computadorizado para corte.
• Reduz chances de erros humanos.
• Garante cortes precisos.
• Disponibilidade de personalização.
• Uso de múltiplas fresas.
• Pode fazer múltiplos cortes simultaneamente.
• Ideal para produzir peças individuais em lotes pequenos ou grandes.
• Capacidade de produzir formas complexas, usando ferramentas de corte multiponta e de ponta única.
• Custos operacionais podem ser controlados em grande medida se fresas e equipamentos de uso geral forem usados.
• Maior precisão no acabamento comparado a outras máquinas.

Desvantagens da Fresadora

• O custo da fresadora é alto.
• Como as fresas custam caro, o investimento em ferramentas é maior.
• O custo de produção aumenta se realizarmos operações de plaina ou furadeira com uma fresadora.
• Fresadora CNC e preparação são mais caras que instrumentos manuais.
• Operadores precisam de treinamento adequado.
• Leva tempo para projeto e programação, não tão custo-efetivo para pequenas quantidades.

Aplicação da Fresadora

• Fabricação de vários tipos de engrenagens.
• Produção de canais ou ranhuras em peças.
• Usinagem de superfícies planas e irregulares.
• Produção de formas complexas na indústria.
• Uso em instituições para testes de laboratório.

Perguntas Frequentes

O que é Fresadora?

Fresadoras são usadas para usinar materiais sólidos, incluindo metal, plástico e madeira, comumente para superfícies irregulares e planas. A ferramenta gira durante a operação, ao contrário do torno, onde a peça gira.

Quais são as diferentes partes da fresadora?

Principais partes: Coluna e Base, Coluna (Knee), Sela e Mesa Giratória, Mecanismo de Avanço Motorizado, Mesa, Fuso, Braço Superior / Braço Projetado, Suporte do Arbour.

Quais são os diferentes tipos de operações de fresamento?

• Fresamento de ombro
• Fresamento de face
• Fresamento de perfil
• Fresamento de ranhura e corte ao meio
• Fresamento de chanfro
• Fresamento de torneamento
• Usinagem de engrenagens
• Furos e cavidades / bolsões

O que faz uma fresadora?

Remove material da peça girando uma ferramenta de corte (fresa) e movendo-a contra a peça. Fresadoras, verticais ou horizontais, usinam superfícies planas e irregulares e podem furar, alargar, cortar engrenagens, roscas e canais.

Onde é usada uma fresadora?

São muito versáteis. Usualmente para superfícies planas, mas também produzem superfícies irregulares. Podem furar, alargar, cortar engrenagens e produzir canais. Remove metal girando uma fresa multiponta alimentada na peça em movimento.

Quanto custa uma fresadora?

Tipo CNC	Descrição	Média
Torno CNC	Torno	$80.000
Fresadora CNC	Fresadora	$60.000
CNC VMC	Centro de Usinagem Vertical	$50.000
CNC HMC	Centro de Usinagem Horizontal	$89.000
CNC HBM	Mandriladora Horizontal	$125.000
CNC VTL	Torno Vertical de Torreta	$166.000

Qual a diferença entre torno e fresadora?

Ambos removem material da peça. No torno, a peça gira contra uma ferramenta de corte de lâmina única; na fresadora, uma ferramenta multiponta gira contra a peça estacionária.

Quais as vantagens da fresadora?

• Produz formas complexas com ferramenta multiponta facilmente.
• Taxa de produção alta.
• Tempo de preparação reduzido.
• Alta precisão do componente.
• Com várias fresas, o operador trabalha rapidamente.

Quanto custa usinagem CNC por hora?

Em média, a manufatura CNC custa entre $75 e $200 por hora.

Qual a diferença entre usinagem e fresamento?

A maior diferença entre centro de usinagem CNC e fresadora CNC é o dispositivo de troca automática de ferramentas. Simplificando: fresadora é operada manualmente enquanto centro de usinagem é geralmente computadorizado ou automatizado. A fresadora apresentada aqui é vertical.

Qual a diferença entre fresamento e furação?

Furação corta verticalmente; fresamento faz o mesmo com o bônus de cortar horizontalmente com o lado da ferramenta. Pode-se usar furadeira de coluna ou furadeira manual para furação, mas fresamento só é feito com fresadora.

Preciso de uma fresadora?

Se você quer peças metálicas com tolerâncias mesmo moderadamente apertadas, a fresadora é sua única opção prática. São essenciais à manufatura. Porém, pode ser difícil saber por onde começar para o amador sem experiência.

O que uma fresadora CNC pode fazer?

Projetadas para produzir em massa muitos componentes de vários materiais e plásticos. A função central envolve cortar mecanicamente a peça no formato desejado.

O que é Ram na fresadora?

A fresadora tipo ram é caracterizada por um fuso montado em carcaça móvel na coluna para posicionar a fresa para frente ou para trás no plano horizontal. Dois tipos populares: fresadora universal e fresadora de cabeçote giratório tipo ram.

O que é fresadora de madeira?

Na marcenaria, para cortar diferentes perfis de madeira, fazer furos ou ranhuras decorativas nas bordas, usa-se fresadoras de madeira. Permitem acoplar vários tipos de fresas para múltiplos acabamentos em madeiras duras e macias.

Uma fresadora pode furar?

Geralmente usadas para cortar superfícies planas, também criam superfícies irregulares e canais, além de realizar furação, alargamento e outras operações. A furadeira de coluna corta furos redondos em materiais sólidos. Uma fresadora funciona como furadeira de coluna e oferece mais capacidades.

Fresadoras podem furar?

Sim, você pode usar uma fresadora para furar. Funcionam bem porque são pesadas e precisas.

O que é fresadora horizontal?

Como o nome sugere, a orientação do fuso onde a ferramenta é fixada é horizontal. A fresa rotativa penetra na superfície e remove material da peça girando em torno deste eixo horizontal.

Por que fresamento CNC é importante?

Uma das melhores formas de garantir equipamentos de telecomunicações fabricados com precisão. A tecnologia computacional permite projeto e produção de peças especiais complexas. Operadores CNC têm acesso a técnicas inovadoras para produzir até as peças mais complexas.

Por que fresamento é melhor que furação?

Ao contrário da furadeira de coluna que corta apenas verticalmente, na fresadora você pode rotacionar a ferramenta para ângulos e cortes únicos. Por serem projetadas para superfícies metálicas, não requerem trocas de velocidade e ajustes tão frequentes quanto furadeiras.