Fresamento de Alta Avanço: Aumentando a Eficiência com as Fresas Avançadas da Kyocera

O fresamento de alta avanço oferece diversas vantagens, incluindo a melhoria da taxa de remoção de metal e o prolongamento da vida útil da ferramenta. Conheça estratégias de corte que podem elevar a produtividade dos seus centros de usinagem.

À medida que a usinagem se torna mais sofisticada e os players da indústria buscam soluções para ganhar vantagem em um mercado competitivo, o fresamento de alta avanço surge como um método de usinagem cada vez mais popular.

O fresamento de alta avanço permite usinar em velocidades superiores aos métodos convencionais. Com uma profundidade de corte mais rasa e uma taxa de avanço acima do habitual, obtém-se uma remoção de metal aprimorada e, consequentemente, maior vida útil da ferramenta.

As altas taxas de remoção de metal tornam o fresamento de alta avanço um método extremamente produtivo e econômico para desbastar rapidamente uma variedade de peças.

Outras Vantagens do Fresamento de Alta Avanço

• Formação de cavacos mais finos do que os produzidos por fresas tradicionais de 90° e 45°. Isso resulta em maiores taxas de remoção de metal e redução dos tempos de ciclo.
• Direcionamento das forças para o fuso: Ao utilizar fresas de alta avanço (ângulo de 10-25°), a força é direcionada para cima, em direção ao fuso, reduzindo vibrações (chatter) e melhorando a vida útil da ferramenta e o acabamento da peça. (A família MFH da Kyocera também possui um design de aresta de corte convexo que reduz o impacto na entrada da peça, diminuindo ainda mais a força de corte e a vibração.)
• Aresta de corte com ângulo de 10°:
  • A espessura do cavaco permanece constante em toda a faixa de profundidade de corte.
  • Independentemente da profundidade de corte, obtém-se uma espessura de cavaco mais fina e menor força de corte.
  • A redução nas temperaturas de usinagem torna essa uma opção melhor para materiais de ligas resistentes ao calor.
• Versatilidade multifuncional: As fresas de alta avanço possuem ampla gama de aplicações para diversos processos de metalurgia, incluindo:
  • Faceamento e ombreamento
  • Fresamento de ranhuras (slotting)
  • Rampagem
  • Fresamento helicoidal
  • Bolseamento (pocketing)
  • Contorneamento

Maior Profundidade de Corte

Uma ampla variedade de designs de fresas de alta avanço com pastilhas indexáveis está disponível no mercado. Apenas a Kyocera oferece cinco opções diferentes, incluindo a nova MFH-Max, que proporciona maior capacidade de profundidade de corte do que as fresas convencionais de alta avanço. A MFH-Max permite uma profundidade de corte de 2,5 mm (0,098"), enquanto as fresas convencionais permitem apenas 1 mm (0,039"). Esse recurso possibilita maior produtividade e vida útil mais longa.

Assim como outras fresas da família MFH, a nova Max oferece excelente desempenho em uma ampla gama de aplicações, incluindo peças automotivas, materiais de difícil usinagem e moldes, fornecendo múltiplas soluções para diversos ambientes de usinagem.

No entanto, a maior capacidade de profundidade de corte da Max exige uma taxa de avanço menor do que as fresas convencionais. Isso equivale a uma taxa de remoção de metal menor? Para descobrir, a Kyocera testou a MFH-Max contra a MFH-Raptor e a MFH-Mini em um cenário típico de usinagem.

O Cenário de Teste

Para o teste, a Kyocera selecionou um cenário típico: faceamento de uma peça de aço 4140, dureza 28-32 HRC, dimensões 5" x 6", com 2,3 mm (0,090") totais a remover — e avaliou três fresas de alta avanço diferentes para determinar qual era mais produtiva.

As Fresas de Alta Avanço Testadas

1. MFH-Raptor 2" MFH2000R-14-4T (4 canais, pastilhas SOMT14)

• DCX (diâmetro máximo até a aresta externa da pastilha): 2"
• DC (diâmetro de corte): 1,094"
• APMX (profundidade máxima de corte): 0,079"

2. MFH-Mini 2" MFH2000R-03-9T (9 canais, pastilhas LOGU03)

• DCX: 2"
• DC: 1,685"
• APMX: 0,039"

3. MFH-Max 50 mm MFH050R-04-7T-M (2" não disponível no momento do estudo, 7 canais, pastilhas LOMU04)

• DCX: 1,969"
• DC: 1,535"
• APMX: 0,098"

Fresas de alta avanço não diferem de outras fresas: com qualquer ângulo de ataque diferente de 90°, deve-se atentar para a dimensão DC, que governa a porção plana usinada, e o valor APMX (profundidade máxima de corte). Conhecendo essas dimensões, calcula-se quantas passadas cada fresa necessita para facear a peça até 2,3 mm de profundidade.

Tomando a MFH-Raptor como exemplo, a tabela mostra que seriam necessárias seis passadas para facear a peça, já que o DC é pouco superior a 1". Além disso, como o APMX da fresa é menor que 2,3 mm, seriam necessárias duas passadas na direção Z para atingir a profundidade total. Total: 12 passadas (6 × 2 = 12). A MFH-Mini, com maior DC mas menor APMX, também resulta em 12 passadas totais. Para a MFH-Max, consideraram-se duas opções: remover os 2,3 mm em uma única passada (quatro passadas totais, mas com avanço reduzido) ou duas passadas de 1,15 mm cada (oito passadas totais) com avanço maior.

Para a avaliação, utilizou-se o mesmo grau de metal duro (PR1535) em cada fresa, rodando nos pontos de partida recomendados para velocidade e avanço.

As duas medidas mais comuns de produtividade são o avanço de mesa (Vf) e a taxa de remoção de metal (MRR), destacadas no gráfico. Ambas mostram a velocidade do corte, mas não contam toda a história. A MRR costuma ser uma representação mais precisa da produtividade, pois mede quanto material é removido por minuto de tempo de corte. É função do avanço de mesa, profundidade (Ap) e largura (Ae) de corte. Neste caso, o ranking de Vf e MRR foi o mesmo para cada fresa. No entanto, enquanto o Vf da MFH-Max (1.113 cm³/min) é aproximadamente um quarto do da MFH-Mini (4.226 cm³/min), a taxa de remoção de metal é 79% (148,6 vs 188,1 cm³/min). Por qualquer medida, esperava-se que a MFH-Mini liderasse, seguida pela MFH-Raptor e pela MFH-Max. O que essas métricas não consideram é o tempo improdutivo (movimentos rápidos para reposicionamento nas passadas adicionais). Quanto mais passadas, mais movimentos de posicionamento.

Para assistir a cada estratégia de corte, clique nos links de vídeo abaixo.

1. MFH-Raptor (MFH2000R-14-4T)

2. MFH-Mini (MFH2000R-03-9T)

3. MFH-Max (MFH050R-04-7T-M) (Ap 0,090")

4. MFH-Max (MFH050R-04-7T-M) (Ap 0,045")

Análise dos Resultados

Como cada teste se comparou? Na tabela abaixo, vê-se que o menor número de passadas compensou mais do que a diferença no avanço de mesa (Vf) ou MRR, permitindo que a fresa MFH-Max (MFH050R-04-7T-M), ao remover os 2,3 mm completos, alcançasse o menor tempo de ciclo (30,23 segundos).

A MFH-Mini e a MFH-Max (Ap 0,045") realizaram 12 e 8 passadas totais, respectivamente, resultando em tempos de ciclo quase idênticos (31,24 e 31,26 segundos). A MFH-Raptor (segundo maior Vf e MRR) registrou o maior tempo de ciclo devido ao alto número de passadas.

Comparando as fresas com 12 passadas totais, a opção com maior avanço de mesa e MRR saiu na frente. Embora seja um caso específico, demonstra que não apenas Vf e MRR devem ser considerados, mas também o número total de passadas necessárias e o tempo improdutivo ao avaliar tempos de ciclo globais.

Mudanças nas dimensões gerais da peça ou na remoção total de material impactariam os resultados. É fundamental considerar sua situação única para determinar a fresa de alta avanço ideal para sua peça específica.

Você utiliza fresamento de alta avanço na sua oficina? Quais vantagens encontrou? Compartilhe seus insights nos comentários abaixo.