Domínio do fresamento de canais:técnicas avançadas, dicas práticas e práticas da indústria

A usinagem é o núcleo da indústria de manufatura moderna, oferecendo um método de produção versátil com capacidades extraordinárias. O fresamento de canais é uma das técnicas de usinagem altamente úteis e úteis ao cortar canais.

Neste artigo, nos aprofundamos na usinagem de canais, discutindo o que é, as fresas necessárias e seus tipos de operação.

O fresamento de ranhuras, também chamado de fresamento de canais, é um processo de usinagem em que uma ferramenta de corte rotativa é usada para cortar uma ranhura na peça de trabalho. O slot pode ter qualquer formato ou tamanho, as possibilidades são infinitas. A fresa e a máquina de ranhura, entretanto, devem ser capazes de formar o formato da ranhura na peça sólida.

Tipos de técnicas de fresamento de canais e suas fresas

Existem inúmeras técnicas de fresamento de canais para diferentes geometrias, máquinas-ferramentas e aplicações. Cada tipo possui fresas e requisitos específicos.

Fresamento final

O fresamento de topo é realizado com uma fresa de topo padrão ou uma fresa de casco. É uma ferramenta versátil de corte de canais que pode produzir canais fechados, perfis de canais não lineares e até mesmo canais com profundidades variáveis.

O processo é semelhante ao fresamento frontal, onde o corte é realizado tanto pela lateral quanto pela face da ferramenta. A diferença é que o objetivo do fresamento de canais é criar uma ranhura, fechada em ambas as extremidades, enquanto o fresamento de facear visa nivelar a superfície da peça.

Como as fresas de topo vêm em uma variedade de tamanhos e materiais, a usinagem de canais com fresas de topo é o método mais preferido para os maquinistas. Eles podem suportar altas forças de corte e cortar profundamente. Além disso, projetos especiais de fresas de topo também podem suprimir vibrações e melhorar o acabamento superficial.

Fresamento lateral

O fresamento lateral é outra técnica para criar canais. Neste método, uma ferramenta de fresagem lateral realiza o corte, onde o corte é realizado principalmente pela periferia da ferramenta.

É um método de corte estável que pode suportar forças de corte e vibrações. Com um eixo e balanço adequadamente rígidos, uma fresadora horizontal pode criar canais altamente precisos.

Slots T

O corte de ranhura em T é um método especializado para cortar ranhuras em formato de ‘T’. As ranhuras em T são comuns em máquinas industriais, principalmente para usinagem de bases.

Utiliza uma fresa especial com ranhura em T. Geralmente, um processo de ranhura em T é precedido por uma operação normal de usinagem de canal. Este processo inicial abre espaço para a haste da fresa com ranhura em T. No entanto, isto é necessário apenas para um slot fechado. Para uma ranhura aberta, a fresa de ranhura em T pode realizar o corte diretamente.

Encaixe de chave Woodruff

Outra aplicação importante do fresamento de canais é a usinagem de rasgos de chaveta para juntas de chaveta. Os projetistas usam juntas de chave e ranhura para travar os componentes de compartilhamento de carga entre si e permitir uma transferência de carga eficiente. Por exemplo, as engrenagens podem ser fixadas no eixo com uma chaveta e uma junta ranhurada.

A parte fêmea desta junta, a ranhura da chaveta, é produzida por uma ferramenta de corte de ranhura. Um cortador de fenda Woodruff pode produzir o rasgo de chaveta, ou o assento da chave, onde a chave fica para travar o conjunto.

Fresamento coletivo

Componentes como mesas de trabalho de fresadoras apresentam vários slots paralelos, que são úteis na montagem de dispositivos de fixação e da peça de trabalho na base da máquina. Em peças com canais paralelos, é conveniente usar uma configuração de fresamento coletivo.

Este tipo de usinagem de canais utiliza vários cortadores de canais montados no mesmo eixo, cada um dos quais corta canais no material simultaneamente. Portanto, o processo é muito produtivo e economiza tempo. No entanto, devido às forças de corte excessivas, o eixo e a máquina-ferramenta precisam ser suficientemente rígidos.

Dicas e práticas para fresamento de canais

O fresamento de canais requer cuidado e habilidade para obter os melhores resultados em termos de acabamento superficial, taxa de remoção de material e precisão. Aqui fornecemos dicas e truques úteis para otimizar o desempenho do fresamento de canais.

Desaceleração em vez de entrada radial

A entrada da fresa ranhurada deve ser suave e não sobrecarregar a ferramenta. A prática recomendada é usar um movimento de desaceleração para evitar o encaixe total da ferramenta de uma só vez, o que pode causar vibrações excessivas e também ser catastrófico para a ferramenta.

Geralmente, um ângulo de rampa de pelo menos 45o é suficiente para evitar choques na ferramenta e na máquina. Além disso, para materiais mais duros ou ranhuras profundas, os maquinistas podem atingir um ângulo de rampa de 1800 (entrada axial).

A evacuação dos chips é fundamental

Slots são recursos fechados, geralmente com apenas uma extremidade aberta. Ou seja, há menos espaço para os cavacos cortados escaparem da zona de corte. Se ficarem presos dentro da zona de corte, eles podem deteriorar a qualidade da superfície, a vida útil da ferramenta e as tolerâncias das peças.

Conseqüentemente, o gerenciamento adequado do escoamento de cavacos é uma necessidade na usinagem de canais. A sugestão geral é cortar a ranhura em pelo menos duas passagens. Dessa forma, há espaço adequado para o escoamento de cavacos no segundo passe e nos subsequentes, que podem ser programados para ter altas taxas de remoção de material.

Ferramentas especiais, como fresas com quebra-cavacos, são outra solução. Eles produzem cavacos muito finos que saem facilmente da zona de corte. Além disso, a lavagem com líquido refrigerante/lubrificante e o ar comprimido também são métodos populares para remover cavacos das ranhuras.

Mantenha o fuso carregado

Outra dica é garantir que não haja nenhum instante no ciclo de corte em que o fuso fique totalmente descarregado. Para garantir isso, pelo menos um dente de corte deve estar sempre engatado na peça de trabalho em qualquer momento. Isto é ajustável com a imersão radial da ferramenta na peça de trabalho.

A razão para este conselho é que o corte interrompido não é bom para o acabamento superficial das ranhuras. Além disso, é contraproducente, pois menos material é removido por unidade de tempo, sem nenhum benefício adicional. Além disso, a carga de impulso repetitivo que exerce sobre o sistema pode causar vibrações e deteriorar a vida útil da máquina.

Fresamento decrescente

O debate entre fresamento reverso e fresamento descendente na usinagem também se aplica ao fresamento de canais. Sempre que possível, os maquinistas devem escolher o fresamento descendente devido à sua melhor estabilidade e qualidades de evacuação de cavacos. No entanto, a configuração também deve ser robusta o suficiente para suportar o padrão de carga do fresamento descendente.

Prefira diâmetros de corte maiores

Ao usinar canais profundos, a estabilidade da ferramenta de corte de canais costuma ser motivo de preocupação. O longo balanço da ferramenta para canais profundos pode desviar e até mesmo quebrar a ferramenta em casos extremos.

Neste caso, uma ferramenta de grande diâmetro é preferível devido à sua maior resistência. Além disso, ferramentas com materiais mais rígidos são outra opção para resolver tais problemas.

Muitas vezes, esta não é uma tarefa fácil, pois a maioria dos slots são estreitos, mas profundos. Escolher grandes ferramentas não é uma opção. Nessas situações, os maquinistas só precisam fazer o melhor que puderem com os recursos e limitações disponíveis.

Otimizar feed

O planejamento do avanço de corte é outro aspecto central do fresamento eficiente de canais. Altas taxas de avanço podem levar a problemas térmicos, enquanto baixas taxas de avanço podem reduzir a produtividade. Portanto, é sempre preferível um federado equilibrado para evitar esses problemas.

Este é um tópico extenso e com muito mais detalhes, garantindo um estudo aprofundado do avanço de corte e de outros parâmetros de usinagem antes de finalizar seu programa de corte.

Técnicas de percurso em fresamento de canais

Os modernos especialistas em máquinas-ferramenta melhoram o desempenho da usinagem com um planejamento eficiente do percurso da ferramenta. Através de extensas pesquisas e experimentações, a indústria criou diferentes soluções de percurso de ferramenta para operações de fresamento de canais que melhoram a qualidade geral do processo, da peça e da integridade da máquina-ferramenta.

Convencional

O fresamento convencional é o percurso mais simples para fresamento de ranhuras, compreendendo cortes retos ao longo do eixo da ranhura. É produtivo e fácil de programar. Além disso, é compatível com a maioria das ferramentas de corte.

Suas desvantagens incluem altas vibrações para ranhuras profundas e materiais difíceis de cortar. Como a ferramenta está sempre em corte, ela enfrenta forças radiais elevadas, o que a torna instável para cortes profundos. Além disso, também causa rápida geração de calor.

Trocoidal

O fresamento trocoidal é uma técnica especial de percurso onde a ferramenta segue um caminho trocoidal. No fresamento de canais, é altamente benéfico porque é mais estável, dá às arestas de corte tempo suficiente para permanecerem frias e deixa espaço suficiente para um escoamento eficiente dos cavacos.

Além disso, funciona bem para materiais difíceis de cortar devido às forças de corte radiais médias mais baixas. No entanto, requer programação e seleção de ferramentas mais complexas.

Mergulho

Mergulho é quando toda a ranhura é usinada apenas por cortes axiais, como furação, mas com uma fresa. Não é o método mais produtivo, mas é o mais estável, pois as forças radiais inexistentes minimizam as deflexões, vibrações e problemas de aquecimento da ferramenta. Portanto, é preferível para configurações onde a ferramenta é vulnerável a algum desses problemas. Isso inclui longos balanços da ferramenta e canais profundos.

Além disso, o mergulho não deixa um bom acabamento superficial, principalmente nas paredes da ranhura. Assim, um corte final com outros métodos de percurso ainda é necessário no final.

Conclusão

O fresamento de canais é de fato uma operação de usinagem útil com uma variedade de aplicações na indústria. Amplia o escopo de fabricação e permite a produção de geometrias complexas.

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Perguntas frequentes

Quais máquinas são usadas para fresamento de canais?

As fresadoras padrão, tanto horizontais quanto verticais, podem realizar operações de ranhuramento. Em casos específicos, os maquinistas também podem usar outras máquinas, como furadeiras ou EDM de chumbada.

Quais materiais podem ser fresados em ranhuras?

O fresamento de canais é compatível com todos os materiais usináveis. Metais (aço, titânio, cobre, ferro), plásticos e madeira.

Que tipos de fresas são usadas para fresamento de canais?

Há uma variedade de fresas adequadas para fresamento de canais. Dependendo da geometria da ranhura, a escolha da ferramenta de corte pode ser fresas de topo, fresas de topo de casca, fresas de canto, fresas de ranhura em T, mandris de fresamento coletivo, ferramentas de ranhuramento de chave Woodruff, etc.