Fórmulas de Fresamento: Definições, Exemplos Práticos e Guia em PDF

Neste artigo, você aprenderá sobre as diferentes fórmulas de fresamento usadas em operações de fresamento com exemplos. Baixe o PDF no final.

Fórmulas para Operação de Fresamento

Fresamento é processo de usinagem que usa fresa rotativa para remover material movendo a fresa sobre a peça. Pode ser em um eixo ou vários; velocidade e pressão da cabeça da fresa em direções diferentes.

Veremos fórmulas de fresamento para facilitar o trabalho na fresadora. Fórmulas importantes para qualquer operação de fresamento:

Fórmulas de Fresamento

Termos importantes para determinar a fórmula:

1. Velocidade de corte
2. Velocidade de corte efetiva
3. Velocidade do fuso (Spindle speed)
4. Avanço (Feed)
5. Espessura máxima do cavaco
6. Taxa de remoção de metal
7. Força de corte específica
8. Profundidade de corte
9. Número de dentes da fresa
10. Tempo de usinagem

#1 Velocidade de Corte

Movimento linear circunferencial da fresa resultante da rotação. Expressa em metros por minuto. Fórmula:

Onde: v = velocidade da fresa (m/min); d = diâmetro da fresa (mm); n = velocidade da fresa (rpm).

#2 Velocidade de Corte Efetiva

Velocidade superficial sobre o diâmetro efetivo (DC_ap). Necessária para determinar dados de corte corretos na profundidade de corte real (a_p).

Usada com fresas redondas, fresas de topo esférico (ball nose), fresas com raios de canto grandes, e ângulo de entrada da fresa < 90°.

#3 Velocidade do Fuso

Número de rotações por minuto da ferramenta de fresamento no fuso. Determinado pela velocidade de corte recomendada para a operação.

#4 Avanço (Feed)

Taxa com que a peça avança sob a fresa. Expressa de três formas:

1. Avanço por dente (S_z)

Distância que a peça avança no tempo entre o engate de dois dentes sucessivos. Em mm/dente.

2. Avanço por revolução (S_rev)

Distância que a peça avança em uma revolução completa da fresa. Em mm/rev.

3. Avanço por minuto (S_m)

Distância que a peça move em um minuto. Em mm/min.

Relacionados pela fórmula:

Onde: Z = número de dentes da fresa; n = velocidade da fresa (rpm).

#5 Espessura Máxima do Cavaco

Resultado do engate da fresa, refere-se a (f_z). Espessura do cavaco é valor necessário para decidir uso do avanço por dente mais produtivo.

Espessura média do cavaco: Valor útil para determinar força de corte específica para cálculos de potência líquida.

#6 Taxa de Remoção de Metal (MRR)

Volume de metal removido em mm³/min (pol³/min). Calculada com valores de profundidade, largura e avanço de corte.

#7 Força de Corte Específica

Constante do material para cálculos de resistência, expressa em N/mm².

#8 Profundidade de Corte

Espessura do material removido em uma passada da peça sob a fresa. Comprimento perpendicular entre superfície original e final da peça, em mm.

#9 Número de Dentes da Fresa

Deve ser dimensionado para usinagem eficaz. Conhecendo velocidade e avanço, o número de dentes deriva da fórmula de avanço:

Fresas de dentes grossos (menos dentes na periferia) são eficientes na usinagem de metal. Vantagens:

1. Maior espaço para cavaco.
2. Seção transversal do dente aumentada, maior resistência.
3. Maior ângulo de ataque possível.
4. Menor potência necessária para acionar a fresa.
5. Menor atrito deslizante dente-peça, menos calor.
6. Vida útil maior: mais reafiações possíveis.

#10 Tempo de Usinagem

Comprimento de usinagem (l_m) dividido pelo avanço de mesa (v_f). Tempo para fresar superfície:

Onde: T = tempo para completar corte (min); L = comprimento do percurso da mesa (mm); S_z = avanço por dente (mm); Z = número de dentes; n = rpm da fresa.

O percurso da mesa 'L' compõe-se de: comprimento da peça "C" e comprimento de aproximação "A". "A" = distância que a fresa deve mover antes de atingir profundidade total.

#1 Comprimento de aproximação para fresa cilíndrica (Plain milling)

Equação:

Onde: A = aproximação (mm); B = profundidade de corte (mm); C = diâmetro da fresa (mm).

#2 Comprimento de aproximação para fresa de facear (Face milling)

Equação:

Onde: A = comprimento de aproximação (mm); D = diâmetro da fresa; B = largura da peça.

Substituindo valor de "C" na equação "A"

Velocidade de Corte e Avanço Médios para Diferentes Materiais

Exemplo Prático

Exemplo #1

Avaliar parâmetros de corte para fresamento de face (slab milling) com:

• Diâmetro da fresa = 100 mm
• Velocidade da fresa = 500 rpm
• Largura da fresa = 100 mm
• Profundidade de corte = 5 mm
• Avanço de mesa = 100 mm/min
• Comprimento da peça = 50 cm
• Largura da peça = 80 mm
• Número de dentes = 8

Resposta: Diâmetro = 100 mm, velocidade = 500 rpm.

MRR = b × d × F

b = largura da peça = 80 mm, d = profundidade = 5 mm, F = avanço = 100 mm/min.

l = 500 mm, y = 4 mm

Conclusão

Lista completa de fórmulas e definições de fresamento úteis em qualquer processo e fresa. Calcular velocidade de corte precisa, avanço por dente, taxa de remoção de metal e tempo de usinagem é essencial para bons resultados.

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