Fresamento de face e topo são essenciais nos processos de usinagem de precisão conhecidos como usinagem CNC. Cada método permite o processamento de uma peça de metal, mas tem sua atribuição e aplicações dentro do processo de fabricação. Saber a diferença entre fresamento de face e topo é essencial em relação à eficiência e custo-benefício. O artigo examina de forma abrangente duas técnicas de usinagem proeminentes, fresamento de face e topo. fresagem de topo. Essas duas abordagens são típicas de serviços de corte de metal, mas aqui estão fatores comuns, juntamente com o cuidado, que influenciam a seleção. As operações de fresagem são um conceito que todo trabalhador industrial deve entender para atingir níveis de produção mais altos e melhores práticas de usinagem.
O que é uma fresa de face e como ela funciona?
Uma fresa de face é um elemento de uma cabeça de máquina-ferramenta usada para produzir áreas de superfície planas com grande precisão. A cabeça consiste em um corpo giratório cercado por inúmeras arestas afiadas rotativas ou estacionárias que podem, em uma única passagem, remover grandes quantidades de material. Normalmente, as fresas de face são fixadas ao fuso de uma fresadora e são mais abrangentes do que seu diâmetro. As lâminas de corte de uma fresa de face rotativa se intrometem no trabalho, cortando o material até que uma superfície plana seja obtida. Isso torna as operações de fresamento de face ideais, onde bom acabamento de superfície e precisões nas tolerâncias dimensionais são obtidas, especialmente durante a usinagem de superfícies em uma grande área.
Compreendendo os princípios básicos de uma fresa de face
Antes de explicar os princípios de operação de uma fresa de face, é necessário considerar os principais elementos estruturais e o processo de trabalho. Um dos componentes estruturais mais reconhecíveis de uma fresa de face é um corpo cilíndrico fixado ao fuso de uma fresadora. Este corpo carrega várias cabeças rotativas ou carbonetos, descritos como insertos ou arestas de corte que cortam o material. A fresa de face pode cortar em uma rotação para que, durante o processo de fresagem, as arestas de corte cortem a superfície da peça de trabalho ciclicamente e, assim, o material seja removido. O formato das fresas de face promove o corte fácil de grandes áreas em uma face ampla e plana, mantendo a precisão e o acabamento de superfície de qualidade. Elas são capazes de trabalho pesado e também são muito importantes nos estágios iniciais da produção de uma peça, onde o material a granel é necessário para criar a geometria e a tolerância corretas para a superfície da peça.
Como uma ferramenta de fresagem de face remove material
Uma ferramenta de fresa de face corta superfícies predominantemente por corte e rotação de alta velocidade. As fresas de face são equipadas com dentes que giram a uma determinada velocidade dependendo das características da peça de trabalho e da qualidade de acabamento de superfície necessária. A ferramenta rotativa é equipada com insertos de corte que entram em contato com a peça de trabalho na periferia do arco de revolução da ferramenta. O excesso de material também é cortado, e o acabamento da superfície é melhorado. Os insertos de corte são frequentemente colocados na fresa de face em camadas na forma de uma espiral com o objetivo de obter um corte uniforme sobre os materiais. O ajuste suave da velocidade de rotação máxima e da velocidade de avanço é importante para melhorar a qualidade da superfície e a precisão dimensional do material durante o procedimento de fresamento de face.
Tipos de fresas de faceamento
Todas as fresas projetadas para fresamento de face podem ser divididas em categorias específicas dependendo de fatores como design e setores de aplicação. Os principais tipos incluem:
- Fresas de concha para fresamento de face: A fresa de face estilo concha consiste em um bloco montado usado para operações de fresamento pesadas. Adequada para trabalhos de desbaste onde mais metal deve ser removido em tempo mínimo.”
- Fresas de topo Hogging: Com um design grosseiro, essas fresas são destinadas à remoção mais agressiva de materiais durante as operações de processamento. Elas são usadas quando um grande corte de estoque é feito em um período de tempo muito limitado, e a velocidade é mais importante do que a qualidade do acabamento.
- Fresas de Face Indexáveis — Também conhecidas como fresas de face bullnose, essas fresas suportam insertos indexáveis e substituíveis que podem ser reposicionados e substituídos sem trocar por uma nova ferramenta. Esse tipo é predominante no campo industrial devido ao seu baixo custo e várias estruturas e configurações para as mesmas condições de trabalho.
Todos os tipos têm funções e vantagens únicas, como escolher o material e determinar o grau de precisão e produtividade. Portanto, selecionar uma fresa de faceamento é muito importante, pois ajudará a melhorar as operações de usinagem.
O que é uma fresa de topo e para que ela é usada?
Noções básicas sobre fresas: o que você precisa saber
Fresas de topo são ferramentas de fresagem”, cortadores de ferramentas usados em fresadoras para fazer perfuração, ranhuras e contornos. As fresas de topo podem cortar não apenas na direção axial como uma broca, mas também lateralmente e axialmente, porque as fresas de topo podem ser usadas para moldar e contornar as peças de trabalho. As fresas de topo são geralmente feitas de aço rápido ou de carboneto. As fresas de topo têm uma ou mais ranhuras de torção enroladas em torno do eixo rotacional do eixo para que possam cortar o material. Os tamanhos e formatos variam consideravelmente, variando de fresas de topo que são capazes de gravar imagens complexas usando a máquina CNC a fresas de topo que se envolvem em desbaste agressivo.
Aplicações comuns de fresas de topo
Fresas de topo são ferramentas notáveis que são usadas em várias indústrias para diferentes tarefas de fresamento. Na fabricação, usar fresas de topo é essencial para contornos, perfis e mergulhos para formas e características complexas em peças. As fresas de topo são importantes nessas duas indústrias, pois fabricam vários componentes complexos. Elas também encontram uma ampla aplicação na fabricação de moldes e matrizes de estampagem, permitindo assim a formação de moldes e matrizes de estampagem precisos. Além disso, as fresas de topo com calcanhar para baixo auxiliam os maquinistas a fazer protótipos, pois os designers podem ajustar e redesenhar ideias de produtos antes da utilização em massa. O que separa as fresas de topo de outros dispositivos ou acessórios para corte é seu uso mais completo, pois são aplicadas para desbaste e contorno fino da superfície dos materiais.
Tipos de fresas de topo
- Fresas de topo quadrado: Tipos de ferramentas de fresagem bem adaptadas para muitas finalidades diferentes: Fresas de topo quadrado são consideradas a categoria mais dominante de fresas de topo e são utilizadas para inúmeras operações de fresagem, incluindo ranhuras, faceamento e perfilamento. Todas essas fresas, incluindo as fresas de topo quadrado, têm uma borda quadrada afiada, que corta com eficiência o material a granel. As fresas de topo têm formas redondas na seção transversal.
- Fresas de ponta esférica: Este tipo de fresa de ponta usa uma ponta de corte arredondada para obter um acabamento fino e para processos de usinagem 3D, como escultura e contorno. É amplamente aplicável à produção de protótipos de três formas logarítmicas e três superfícies de dobra.
- Fresas de Raio de Canto. Uma fresa de raio de canto é um meio-termo entre uma fresa de ponta quadrada padrão e uma fresa de ponta de raio. Seu design ajuda a mitigar lascas e estende sua vida útil operacional, tornando-a ideal para uso durante ciclos de desbaste e aumentando a vida útil da ferramenta.
Cada um desses três tipos comuns de fresas de topo para fresamento tem funções específicas, ampliando as capacidades e a precisão que podem ser obtidas em operações de quarta fresagem em vários setores.
Fresamento de face x fresamento de topo: qual é a diferença?
Principais diferenças entre fresamento de face e fresamento de topo
O corte de face e de extremidade diferem fundamentalmente em sua metodologia e, portanto, em sua utilidade para a aplicação. No fresamento de face, uma peça de trabalho é cortada usando a superfície disponível na cabeça da fresa (geralmente em uma posição perpendicular ao plano da peça de trabalho). Este método é mais apropriado para usinar superfícies horizontais planas, e a velocidade também é considerada alta na remoção de metal. Por outro lado, no fresamento de extremidade, a fresa é posicionada lateralmente ou com sua extremidade vertical à peça de trabalho. O fresamento de extremidade é geralmente adotado para exercícios de perfilamento, contorno e ranhura. O fresamento de extremidade corta principalmente para baixo e ajusta elaboradamente a peça de trabalho sobre o formato e a forma. Em contraste, o fresamento de face não corta consideravelmente a peça de trabalho, exceto para achatar a superfície.
Vantagens da fresagem de face em relação à fresagem de topo
No entanto, esse método parece ter deficiências em termos de acabamento superficial ruim, o que pode ser causado pelo aumento das forças de corte sobre a superfície plana. Esse motivo explica a preferência de muitos maquinistas pelo fresamento de face, pois ele remove rapidamente a usinagem ou o excesso de material. Outro fator que sempre reduz o tempo de usinagem é o fato de que há uma economia considerável no desperdício de codificação, principalmente ao trabalhar em grandes peças de trabalho que precisam de uma superfície plana. Além disso, o fresamento de topo é projetado para executar várias operações de corte exclusivamente na direção vertical pelo nariz para fins específicos, facilitando mandíbulas semelhantes e todas as outras estruturas. Ambas as técnicas são essenciais para o processo de fabricação, pois cada uma tem vantagens situacionais em relação às aplicações de fresamento e aos resultados desejados.
Quando usar fresamento de face ou fresamento de topo
A decisão de fresamento de face ou fresamento de topo é determinada pelas especificidades da tarefa, incluindo o tipo de fresamento que você planeja realizar. Empregue o fresamento de face quando quiser consertar superfícies planas rapidamente, principalmente superfícies planas em uma área bastante grande. Esta técnica é mais adequada para trabalhos com grandes volumes de materiais para remover, mas detalhes intrincados não são um problema. Em contraste, escolha o fresamento de topo quando quiser fazer cortes específicos, como formas ou padrões que exigem formas e ranhuras em combinação com corte preciso. Esta técnica é preferível para personalizar projetos que exigem cortes de base ampla e aparamento detalhado. Quando você aprecia os requisitos de material visados e os resultados esperados, pode facilmente identificar o método mais eficaz a ser usado em busca da obtenção de qualidade.
Como escolher a ferramenta de fresagem certa para sua máquina
Fatores a considerar ao selecionar ferramentas de fresamento
As ferramentas de fresagem vêm com especificações diferentes, e quando você vai escolher a certa para sua máquina, vários fatores merecem atenção. Isso é especialmente verdadeiro para fatores como o tipo de fresagem que será feita.
- Material a ser usinado: O material da peça afeta o tipo de ferramenta de fresagem usada em qualquer operação de usinagem. Cortar materiais mais duros exige o uso de ferramentas mais avançadas feitas de materiais mais resistentes, como carboneto ou aço rápido. Materiais mais macios são trabalhados usando ferramentas com outros revestimentos que melhoram a eficiência e a longevidade das arestas de corte.
- Revestimento e material da ferramenta: Ao utilizar uma fresa de topo, esteja atento ao revestimento e à construção da sua fresa. Alguns revestimentos, como TiAlN e TiCN, podem estender a vida útil da ferramenta e ajudar na resistência da ferramenta. O tipo da ferramenta, carboneto ou HSS, determina o quão durável, rápida e eficaz a ferramenta será sob as condições operacionais da fresagem.
- Potência da máquina e RPM são parâmetros críticos que um maquinista precisa saber ao manusear uma máquina-ferramenta.: A capacidade da sua máquina, como em potência e velocidade no fuso, também determina a seleção da ferramenta. É crítico que ferramentas de altíssima velocidade manipulem ferramentas de RPM muito altas e o efeito pré-martelo na maioria das máquinas-ferramentas. Certifique-se de que as especificações da ferramenta sejam compatíveis com as da máquina para evitar sobrecarregar a ferramenta ou realizar operações abaixo do ideal.
Após realizar uma análise detalhada dos parâmetros de intercurso, você estará em condições de escolher as ferramentas de fresamento mais adequadas para seu processo de usinagem específico e, assim, otimizar a eficiência e a precisão em suas atividades de fabricação.
Comparação de fresas indexáveis e fresas de topo
Tanto as fresas de topo indexáveis quanto as fresas de fresagem têm seus benefícios exclusivos que atenderão a diferentes propósitos de usinagem. As fresas de topo indexáveis têm características primárias da fresa com aresta de corte composta de pontas intercambiáveis que serão úteis continuamente sem a necessidade de reafiação, portanto, reduzindo tempo e dinheiro, especialmente em produção em massa ou grandes operações de remoção de material. Insertos flexíveis são geralmente preferidos porque essas fresas podem se adaptar rápida e eficientemente a diferentes condições de corte.
Por outro lado, mesmo que fresas, como fresas de topo sólidas, sejam ferramentas relativamente pequenas entre as ferramentas de corte, elas fornecem precisão rígida incomum para a maioria das ferramentas. As bordas da emulsão sólida das fresas de topo rígidas podem ser retificadas em ângulos, tornando a correção desencorajadora de atividades de fresamento giratório altamente planejadas. A concentração durante o fresamento de fresas de topo sólidas promove altas velocidades e alta produtividade, mantendo a qualidade do acabamento e a precisão absoluta da ferramenta. Como resultado, todos esses custos aumentam a exaustão das ferramentas, que estão se tornando caras no final de seu ciclo de vida, pois exigem trocas de ferramentas e reafiação da fresa de topo.
No entanto, decidir quais fresas de topo indexáveis e fresas usar é reduzido a considerações sobre o trabalho a ser realizado, o tipo de material, a quantidade a ser produzida e a precisão necessária. Esses parâmetros são fabricados e, ainda assim, a maioria dos fabricantes tende a otimizar o quão produtivo, mas a ineficácia de custo é alcançada em seus processos.
Compreendendo os tipos de haste e compatibilidade
Nas categorias de tipos de haste, as opções são quase sempre retas, cônicas em vez de rosqueadas. Hastes retas são amplamente aceitas, considerando sua natureza essencial apropriada para atuar com uma grande variedade de fusos de máquinas. Hastes cônicas como o cone Morse têm vantagens sobre outras hastes: sua capacidade de permanecer concêntricas enquanto fornecem uma conexão forte. Hastes rosqueadas, que são mais usadas com pinças, permitem disparo rápido e seguram a ferramenta no lugar bem o suficiente para uso em máquinas CNC. A única limitação está no formato dos fusos da máquina e no que o processo de usinagem envolve, o que exige levar em consideração tanto as capacidades de fixação da ferramenta quanto os requisitos operacionais para atingir desempenho eficaz, bem como precisão.
Dicas para otimizar operações de fresamento de face e fresamento de topo
Melhores práticas para usar ferramentas de fresamento de face
Para resumir, deve-se notar que para aumentar a eficiência e a precisão das práticas de fresamento de face, alguns aspectos importantes precisam ser abordados. Para começar, a consideração detalhada do material da ferramenta de corte e seus parâmetros geométricos é de suma importância, pois eles governam a vida útil da ferramenta da operação de usinagem e a qualidade do acabamento da superfície. Fresas de face de alto avanço, em particular, funcionam muito bem e são muito eficientes quando há muito material a ser removido de forma rápida e precisa, eliminando o tempo de usinagem de blanks brutos. A velocidade, a taxa de avanço e a profundidade do corte devem ser alteradas dependendo do tipo de material que está sendo usinado para reduzir o desgaste da ferramenta e melhorar o acabamento. Além disso, a manutenção inadequada da ferramenta e da máquina, como alinhamento inadequado, retenção ruim da ferramenta e desfixação ignorada do porta-ferramentas, pode causar vibrações desnecessárias durante a operação e instabilidade. Além disso, adotar o efeito de resfriamento ou um fluido de corte ou lubrificante na máquina faz maravilhas no aumento da vida útil da ferramenta, evacuando o cavaco de forma fácil e eficaz, bem como regulagem de temperatura e aumento da eficiência no fresamento de face.
Otimizando a taxa de avanço e a profundidade de corte
É crucial fixar adequadamente a taxa de avanço, bem como a profundidade de corte, uma vez que a eficiência de usinagem desejada e a vida útil da ferramenta devem ser alcançadas. Portanto, a taxa de avanço deve ser variada em relação às propriedades do material, especificações da ferramenta de corte e unidades de potência das máquinas de usinagem. A produtividade pode ser melhorada aumentando a taxa de avanço; no entanto, se taxas mais altas forem recomendadas sem balanceá-las adequadamente, isso levará ao aumento do desgaste da ferramenta e ao acabamento superficial de baixa qualidade. Além disso, a profundidade de corte determina a capacidade de remoção do material e a duração geral do ciclo de usinagem. É importante reconhecer que uma boa seleção de profundidade depende da rigidez da peça de trabalho e da fixação. Aumentar muito a profundidade causaria deflexão e vibração. Ao reconstruir a compreensão do engenheiro sobre esses assuntos, os esforços para alterar esses fatores devem ser baseados em testes de máquina e registros de comportamento anteriores de alguns esforços coordenados para atender às tolerâncias declaradas, juntamente com os níveis de qualidade de acabamento necessários. Manter a precisão do produto e a integridade das ferramentas exige ajustes e monitoramento regulares.
Manutenção da qualidade do acabamento da superfície
Tornou-se necessário adotar os vários parâmetros de processo para atingir a qualidade de superfície de corte desejável durante a usinagem. Primeiro, a seleção da ferramenta é vital, pois empregar cortadores com os revestimentos e formatos desejáveis reduz o atrito e melhora a superfície. Além disso, é essencial manter as ferramentas afiadas e trocá-las quando desgastadas para evitar danos ou deformações na superfície. O controle dos movimentos cíclicos das peças usinadas deve ser feito por dispositivos de amortecimento de vibração para evitar fatores negativos no resultado final. Usar o volume certo, materiais de resfriamento ou lubrificação não serve apenas para tornar as operações de corte eficientes, mas também diminui a deformação de ondulação da peça que está sendo usinada. Finalmente, essas informações podem evitar problemas ou permitir que medidas corretivas sejam realizadas no momento certo, especialmente no processo de produção, controlando os parâmetros do processo em tempo real.
Fontes de referência
Perguntas frequentes (FAQ)
P: Qual característica fornece a principal distinção entre fresamento de face e fresamento de topo?
R: Fresamento de face e fresamento de topo são dois processos de fresamento diferentes. Por exemplo, o fresamento de face emprega uma fresa com dentes ao redor da circunferência e uma superfície plana para gerar superfícies planas, geralmente em ângulos retos em relação ao eixo da ferramenta. Uma fresa de topo é uma fresa com dentes de corte na extremidade (parte inferior) e nas laterais, permitindo que ela execute várias operações de corte, incluindo ranhuras, cavidades e contornos. O fresamento de banco é um movimento para planos planos relativamente grandes, enquanto o fresamento de raio faz um movimento mais delicado em direção à saída, ou seja, para trabalhos mais complexos.
P: Liste os tipos de ferramentas de corte utilizadas em operações de fresamento de faceamento.
R: Na fresagem de face, ferramentas de corte de diâmetros relativamente grandes são geralmente encontradas: fresas de face indexáveis, fresas de casca e fresas voadoras. Essas ferramentas geralmente têm várias arestas de corte/insertos que melhoram a remoção de material. O equipamento de fresagem típico inclui fresas de face indexada com pontas resistentes ao desgaste e parcialmente substituíveis, que trazem eficiência econômica às operações. Dispositivos ou ferramentas de corte de arado com núcleo ainda são amplamente usados para aplicações de fresagem de face devido à sua eficiência em cortes pesados e flexibilidade operacional.
P: Qual é a principal distinção entre uma fresa de face indexável e uma fresa de topo que é sólida por natureza?
R: Uma fresa de face indexável emprega arestas de corte na forma de insertos substituíveis, enquanto uma fresa de topo sólida compreende uma peça sólida de uma ferramenta que compreende as arestas de corte. Normalmente, fresas de face indexáveis de uma faixa de diâmetro maior são utilizadas principalmente para aplicações de fresamento de face em áreas planas com fresas cilíndricas predominantemente regulares. Ao contrário da fresa central, elas permitem várias tesouras desgastadas sem alterar o dispositivo. Ao contrário, as fresas de topo sólido são relativamente compactas e multiuso por natureza, e podem ser usadas para perfilamento, ranhura, mergulho e outros tipos de fresamento.
P: Por que eu usaria uma fresa indexável de ombro quadrado?
R: Uma fresa de topo indexável de ombro quadrado é relevante em ambas as categorias de ferramentas ou trabalho de operadores, semelhante a uma fresa de placa frontal e uma fresa de topo. Operações de fresamento de ombros quadrados e de faceamento de 90 graus podem ser facilmente criadas. As arestas de corte de substituição para as pastilhas indexáveis reduziram o custo direcionado para atingir ângulos de corte otimizados. Essas ferramentas são úteis para usinagem, apresentando fresamento de ombro quadrado e de faceamento em uma configuração, aumentando a produtividade e a precisão.
P: Qual é a relação entre o número de canais e o desempenho de fresagem?
R: O número de canais em uma fresa influencia a eficiência do corte e da remoção de cavacos. Em princípio, o número reduzido de canais facilita a remoção de cavacos. Ele é empregado em operações de fresamento bruto ou na fresagem de materiais que tendem a gerar cavacos longos. Mais canais proporcionam acabamentos mais finos e são usados em operações de acabamento. No fresamento de face, a superfície é lixada usando pastilhas ou ferramentas com um número maior de canais para um acabamento suave, enquanto as fresas de topo são feitas em vários números de canais, dependendo da peça e do material de que é feita.
P: Você poderia definir o termo haste R8 e explicar melhor sua aplicação em máquinas de fresamento?
A: A haste R8 é um suporte de ferramenta aplicado a muitos tipos de fresadoras verticais. É uma haste com um cone que vai para o fuso de uma fresadora e permite a montagem ideal do cortador. As hastes R8 são usadas principalmente com as ferramentas de fresamento de face, bem como as ferramentas de fresamento de topo. Para fresamento de face, uma fresa de face indexável de haste R8 pode ser empregada para grandes superfícies horizontais, enquanto um suporte de fresa de topo de haste R8 é usado para aplicações de corte menos grosseiras. O sistema R8 fornece facilidade e velocidade de troca de ferramenta e controle de desvio razoavelmente eficiente.
P: Qual método emprega velocidades de corte mais altas entre fresamento frontal e final?
A: As velocidades de corte das operações de fresamento são determinadas por muitos fatores, incluindo a ferramenta empregada no processo, o material da peça de trabalho e o acabamento desejado. Em termos de velocidades de corte, o fresamento de face é geralmente uma operação mais produtiva do que o fresamento de topo devido ao maior diâmetro das fresas de faceamento e melhor capacidade de distribuição de calor. No entanto, o valor numérico da velocidade de corte dependerá muito de parâmetros como a ferramenta usada (como aço rápido ou insertos de carboneto), o material da peça de trabalho e se é uma operação de desbaste ou acabamento. Há também alguma consideração do fato de que quando a fresadora CNC está sendo programada e controlada por direções de avanço e tais parâmetros de velocidades de corte, o computador fará suas melhores velocidades de corte com base nos parâmetros programados.
P: O que são as pastilhas de carboneto APKT1604 e suas aplicações?
R: Os insertos de carboneto APKT1604 são um tipo de muitas arestas de corte de substituição usadas em ferramentas indexáveis de fresamento. As duas primeiras letras de APKT estão relacionadas à configuração e aos recursos do inserto, enquanto os dois últimos números, 1604, detalham as dimensões. Eles são notavelmente amplos, com aplicações para fresamento de face, alguns fresamentos de topo também, fresas de face indexáveis e fresas de topo indexáveis de ombro quadrado. Eles são apreciados por seu envolvimento de aplicação universal, pois podem realizar usinagem desbaste e fina em uma grande variedade de materiais. A composição dessas lâminas é baseada em carboneto de tungstênio cimentado, o que garante eficiência de corte substancial e proteção contra desgaste.
