Desbloqueando o fresamento de alto desempenho: escolhendo as melhores fresas de topo para alumínio

Para obter fresas de topo para alumínio, é necessário conhecer as propriedades específicas das ligas de alumínio. O alumínio é muito mais macio e dúctil do que metais duros como o aço, o que significa que você precisa selecionar suas ferramentas com cuidado, caso contrário elas irão rebarbar ou ter material soldado nelas. Entre os aspectos que devem ser levados em consideração estão o material, a geometria e o revestimento da fresa de topo. Por exemplo, as fresas de topo de metal duro são conhecidas por sua dureza e resistência ao calor, fazendo com que tenham melhor desempenho e durem mais durante o uso. Quando se trata de geometria, ferramentas com muitos canais podem ajudar a remover cavacos suavemente em determinados ângulos de hélice, evitando assim a ocorrência de re-soldagem de cavacos, além de obter um melhor acabamento superficial. Além disso, revestimentos como ZrN (nitreto de zircônio) ou TiB2 (diboreto de titânio) atuam reduzindo a aderência e aumentando significativamente a vida útil da ferramenta por meio desse processo de seleção no fresamento de alumínio.

Por que escolher uma fresa de topo especializada para alumínio?

Compreendendo os desafios únicos da fresagem de alumínio

Embora seja muito mais macio e maleável do que metais mais duros como o aço, o alumínio ainda tem seus próprios problemas de fresamento. Sua suavidade o torna propenso ao que é chamado de borda acumulada (BUE). Isso acontece quando o material a ser trabalhado adere às arestas de corte da fresadora, reduzindo assim a vida útil da ferramenta e proporcionando um acabamento superficial ruim. Além deste fato, como o alumínio é altamente dúctil, a seleção cuidadosa da fresa de topo deve ser feita para não puxar ou manchar o material na peça de trabalho, o que poderia dificultar o escoamento dos cavacos. Por esses motivos, entre outros, os moinhos utilizados para usinagem de ligas de alumínio devem ter certas características como arestas vivas, contagem correta de canais e revestimentos especializados que reduzam o atrito e a adesão durante a usinagem, tornando-os eficientes.

A importância da geometria da ferramenta específica do material

A especificidade do material das ferramentas de fresamento em operações de usinagem nunca pode ser suficientemente enfatizada. Para trabalhar com alumínio é necessário que as ferramentas de corte tenham arestas vivas e o número certo de estrias para evitar aderência entre os materiais; isso também ajudará os chips a saírem facilmente, ao mesmo tempo que reduz os riscos de borda construída (BUE). Quanto mais pontiagudo for um instrumento, menor será a força necessária para passar pelo alumínio, suavizando assim o acabamento e diminuindo as chances de distorção durante o corte. Outra coisa é que as fresas otimizadas para uso em alumínio geralmente vêm com determinados ângulos de hélice, o que as torna um corte melhor, reduzindo as cargas nas arestas individuais por vez. Além de melhorar a qualidade do acabamento superficial, esse design especializado aumenta a durabilidade do equipamento através da redução do desgaste das peças. Isso significa que qualquer pessoa que fresa ligas de alumínio deve apreciar esses princípios sobre geometrias de ferramentas em relação aos materiais que estão sendo trabalhados, já que falhas podem levar a níveis de desempenho ruins ou ineficiências durante a operação, sem esquecer também as melhorias na textura da superfície.

Benefícios da alta hélice e revestimentos especiais

As ferramentas de fresamento para ligas de alumínio são equipadas com ângulos de hélice elevados e revestimentos especiais para otimizar os processos de usinagem. Ângulos de hélice elevados são o primeiro fator importante. Normalmente, eles estão 30 graus a mais que o número padrão. O material sofrerá menos força de corte quando for cortado em um ângulo alto. Esta redução na força lateral diminui a probabilidade de empenamento e distorção do material, de modo que a integridade da peça permanece intacta. Alguns benefícios desta escolha de design incluem:

1. Maior eficiência de evacuação de chips: Os cavacos são removidos da zona de corte com mais facilidade devido à inclinação, o que reduz as chances de entupimento e superaquecimento.
2. Melhor acabamento superficial: Forças de corte mais baixas significam menos trepidação e, portanto, melhor acabamento superficial nas peças usinadas.
3. Vida útil mais longa para ferramentas: Menos atrito aliado à diminuição da força de corte leva à redução do desgaste da ferramenta, prolongando assim o período de utilização.

A segunda coisa são revestimentos especiais como Nitreto de Titânio e Alumínio (TiAlN) ou Carbono Diamante (DLC), que melhoram o desempenho das ferramentas;

1. Redução dos coeficientes de atrito: Esses tipos de revestimentos evitam a aderência entre peças de alumínio e ferramentas, reduzindo a adesão entre elas, evitando assim que os materiais grudem nas bordas durante o corte.
2. Resistência ao calor melhorada: As ferramentas de corte podem se tornar resistentes ao calor revestindo-as de modo que sua dureza e afiação não diminuam mesmo sob temperaturas mais altas.
3. Resistência à corrosão: Ao usinar certos tipos de ligas de alumínio que podem liberar partículas abrasivas, devem ser aplicadas camadas protetoras contra substâncias corrosivas nas máquinas/ferramentas utilizadas durante esse processo.

Concluindo, ângulos de hélice elevados, juntamente com revestimentos avançados, melhoram muito a eficiência durante as operações de usinagem, minimizando o tempo de inatividade necessário para troca de ferramentas e manutenção, garantindo ao mesmo tempo produtos finais livres de defeitos e da mais alta qualidade possível.

Principais recursos das fresas de topo de alumínio de alto desempenho

Metal Duro vs. HSS: O que é melhor para sua aplicação?

Para ajudá-lo a decidir entre fresas de topo de metal duro e aço rápido (HSS) para suas operações de usinagem, há uma série de considerações importantes. Abaixo está uma comparação lado a lado que descreve os pontos principais sobre cada material:

1. Dureza dos materiais: As fresas de topo de metal duro são feitas de metal duro, que é muito mais duro que o HSS. Essa dureza extra permite que as ferramentas de metal duro mantenham sua aresta de corte afiada por mais tempo, tornando-as adequadas para uso em altas velocidades e em materiais mais duros.
2. Resistência ao calor: O carboneto não perde sua dureza até temperaturas mais altas que o HSS. O que isso significa é que as fresas de topo inteiriças de metal duro podem ser usadas de forma mais eficaz em aplicações onde pode haver geração excessiva de calor durante a usinagem em velocidades muito altas. Em outras palavras, eles ainda apresentam desempenho dimensionalmente estável durante um longo período de tempo, mesmo sob estresse térmico, produzindo assim resultados uniformes.
3. Resistência ao desgaste: Ferramentas feitas de metal duro têm melhor resistência ao desgaste devido à sua dureza e capacidade de suportar o calor. Por esse motivo, tais ferramentas podem ser utilizadas em condições agressivas ou quando se trabalha com volumes maiores, reduzindo assim a frequência de trocas de ferramentas e tornando o processo mais previsível.
4. Vida útil da ferramenta e relação custo-benefício: Inicialmente, o HSS é mais barato que os carbonetos sólidos, mas a sua vida útil é mais curta porque não suporta o calor como os carbonetos, perdendo rapidamente o seu desempenho quando sujeito a situações exigentes, revelando-se, portanto, caro em geral, especialmente durante as execuções de produção que envolvem muitas peças feitas de materiais resistentes. materiais em prazos curtos.
5. Especificidade da aplicação: Ainda pode haver alguns usos específicos onde o hss se adapta melhor como uma escolha alternativa aos revestidos com nitreto de titânio devido apenas à tenacidade, o que os torna resistentes contra cargas de choque causadas por cortes interrompidos durante ciclos de operação de usinagem com superfícies irregulares produzidas, bem como vibrações configuradas ao longo da peça sendo cortada ou não mantida estacionária
6. Maquinabilidade: O Metal Duro Sólido deve ser usado apenas em máquinas rígidas com baixa flexibilidade devido à sua natureza frágil, enquanto o HSS pode ser empregado em configurações menos ideais ou em máquinas com maior flexibilidade.

Concluindo, a decisão de usar fresas de topo inteiriças de metal duro ou HSS depende em grande parte de uma série de fatores, incluindo o tipo de material a ser usinado, a velocidade com que deve ser cortado, o volume necessário para a produção e a expectativa de vida útil. esperado por ferramenta. Os carbonetos sólidos são geralmente recomendados para aplicações de alta velocidade envolvendo grandes volumes em curtos períodos em materiais muito duros, mas isso pode nem sempre se aplicar onde os mais macios são usados intermitentemente em intervalos de tempo mais longos, usando avanços mais lentos e velocidades para não afetar adversamente o acabamento superficial. juntamente com tolerâncias apertadas.

O papel da contagem de canais na usinagem eficiente de alumínio

Nos métodos de fabricação de alumínio, o número de lâminas nas fresas de topo é muito significativo porque afeta a produtividade e a eficiência. Se você observar o alumínio, que é macio, mas adesivo, ter mais canais pode resultar em taxas de alimentação mais rápidas e em um melhor acabamento superficial, aumentando assim a produtividade. Porque deixam espaço suficiente para a retirada de lascas de goma do alumínio. Normalmente, duas ou três fresas de canal são usadas na usinagem deste material. No entanto, a utilização de 2 ou 3 canais depende da aplicação específica; vales de canais maiores que oferecem melhor folga de cavacos tornam as fresas de topo de 2 canais adequadas para operações de canal e desbaste, enquanto as de 3 canais são boas para acabamento devido ao equilíbrio entre folga de cavacos e capacidade de acabamento superficial. A eficiência da usinagem pode ser bastante melhorada otimizando o número de canais de acordo com a operação que está sendo executada, bem como o caminho da ferramenta empregado. Além disso, isso reduzirá o desgaste da ferramenta e alcançará excelentes acabamentos superficiais em peças de alumínio.

Vantagens de acabamentos e revestimentos polidos

Há muitos aspectos positivos a serem obtidos através de acabamentos polidos e revestimentos de ferramentas e componentes de usinagem em relação à fabricação, bem como ao desempenho do produto. A primeira é que uma superfície polida reduz o atrito entre a ferramenta e a peça, resultando em menores forças de corte e geração de calor. Isso não apenas melhora a vida útil de uma determinada ferramenta, mas também pode tornar todo o processo de usinagem mais eficiente em geral. Em segundo lugar, as camadas duras fornecidas por revestimentos como Nitreto de Titânio (TiN), Carbonitreto de Titânio (TiCN) ou Nitreto de Alumínio e Titânio (AlTiN) sobre as ferramentas as protegem do desgaste devido ao uso contínuo.

Além disso, esses acabamentos e revestimentos melhoram a qualidade superficial das peças usinadas. Uma superfície mais lisa reduz a necessidade de operações de acabamento secundário, o que economiza tempo e dinheiro. Isto é especialmente benéfico em indústrias onde o apelo estético dos componentes é fundamental, como a indústria eletrónica de consumo ou o setor de produção automóvel, entre outros. Finalmente, quando os componentes são expostos a substâncias corrosivas ou operam sob condições ambientais extremas, então devem ser utilizados materiais resistentes à corrosão porque ocorrerão falhas a menos que medidas preventivas como o revestimento contra mudanças de temperatura sejam levadas em consideração. Uma superfície mais lisa reduz a necessidade de operações de acabamento secundário, o que economiza tempo e dinheiro.

Cada um destes benefícios está associado a vários factores principais, nomeadamente;

• Tipo: A decisão depende do material que está sendo usinado e onde ele será finalmente aplicado.
• Material de ferramenta: Os resultados de desempenho são afetados se não existir compatibilidade entre o(s) acabamento(s) ou demão(s) escolhido(s) com esta categoria.
• Finalmente, quando os componentes são expostos a substâncias corrosivas ou operam sob condições ambientais extremas, então devem ser utilizados materiais resistentes à corrosão porque ocorrerão falhas a menos que medidas preventivas como o revestimento contra mudanças de temperatura sejam levadas em consideração. O corte de alta velocidade versus baixa velocidade alimenta tipos de refrigerante, pressão do ar ambiente, etc.

Resultado esperado: Algumas coisas a considerar podem incluir encontrar um equilíbrio entre baixo custo, longa vida útil de peças boas, compreender o acabamento de qualidade e a relação custo-benefício

Otimizando seu processo de fresamento com a geometria correta da fresa de topo

Compreendendo o impacto do raio do canto e do design da haste

A forma como uma fresa de topo é moldada afeta muito seu desempenho e o resultado do processo de fresamento. O raio do canto e o design da haste são duas características principais que devem ser levadas em consideração para esse propósito. Cada um deles tem uma série de implicações nas operações de usinagem, que são essenciais para alcançar os resultados desejados em relação ao acabamento superficial, vida útil da ferramenta e taxas de remoção de material.

• Raio de canto: Quando falamos de uma fresa de topo, o raio do canto refere-se à curvatura na sua aresta. Um raio de canto maior distribui as forças de corte por áreas maiores, aumentando assim a resistência da ferramenta e diminuindo as chances de quebra ou desgaste durante o trabalho. É útil para prolongar a vida útil da ferramenta, especialmente na usinagem de materiais duros; além disso, também pode ajudar a melhorar o acabamento superficial em peças usinadas, reduzindo as vibrações durante os processos de corte devido aos raios maiores. No entanto, deve-se notar que os cantos nem sempre precisam de cantos internos agudos; portanto, seus requisitos específicos devem ser considerados ao selecionar um tamanho adequado.
• Fator A haste representa a parte de qualquer instrumento mantida dentro da máquina, bem como a capacidade de dissipação de calor, o mandril de pinça da máquina ou outro sistema de suporte, que geralmente é cilíndrico, mas às vezes também cônico. A rigidez, bem como a capacidade de dissipação de calor, dependem em grande parte do ferramentas projeto estrutural; portanto, esta peça desempenha um papel muito importante na determinação de vários aspectos relacionados com os níveis de desempenho das ferramentas de corte, como a resistência à vibração, entre outros, que levam a que sejam sempre obtidos melhores acabamentos através de tolerâncias mais apertadas, por um lado, papel maior estabilidade pode ser alcançada usando hastes mais grossas, uma vez que minimizam a deflexão, permitindo cortes mais pesados sob condições mais agressivas, permitindo maior precisão durante as operações de acabamento, quando necessário, pode, portanto, resultar de qualquer um dos fatores: alta velocidade. para taxas de avanço, velocidades de corte, aplicação de refrigeração e tipos de máquinas durante processos de otimização que visam prolongar a vida útil das ferramentas e, ao mesmo tempo, melhorar os níveis de qualidade alcançados através de operações de fresamento. Alta velocidade listada abaixo. No entanto, o tipo de material empregado, metal duro versus aço rápido, também afeta a resistência contra danos térmicos e a durabilidade exibida pelos diferentes tipos empregados.

É importante que se escolha um raio de canto apropriado juntamente com uma haste correspondentemente projetada após entender que tipo de trabalho precisa ser feito junto com os materiais envolvidos, além dos resultados desejados nas próprias peças acabadas. Para atingir tal objetivo, as taxas de avanço , as velocidades de corte, a aplicação de refrigeração e os tipos de máquinas devem ser considerados durante os processos de otimização que visam prolongar a vida útil das ferramentas e, ao mesmo tempo, melhorar os níveis de qualidade alcançados através das operações de fresamento. o

Por que as fresas de topo quadradas e esféricas são essenciais

A razão pela qual são tão importantes para operações de fresamento de precisão é que as fresas de topo quadradas e de ponta esférica têm geometrias exclusivas que permitem uma ampla variedade de capacidades de usinagem. Ranhuras de fundo plano não podem ser feitas sem o uso de fresas de topo quadrado; o mesmo vale para contornos com arestas vivas, que são frequentemente usados em matrizes e moldes, mas também quando se trabalha em coisas em geral para remover material rapidamente (e fazer formas bonitas). Por outro lado, se você precisa usinar superfícies curvas complexas, então o que você vai querer é uma fresa de topo esférica com sua extremidade de corte esférica – este tipo permite criar curvas/contornos 3D suaves em produtos como peças aeroespaciais ou carrocerias de automóveis , entre outros. Use ambos juntos, no entanto, e sua versatilidade se torna aparente, bem como benefícios de economia de tempo durante os processos de fresamento, levando a características mais precisas e melhores acabamentos em geral, especialmente para indústrias onde a precisão é mais importante!

Como escolher entre fresas de topo de 2 e 3 canais

Ao escolher entre uma fresa de topo de dois e três canais, vários parâmetros importantes devem ser levados em consideração para otimizar o desempenho para a operação de usinagem específica. Esses fatores dependem principalmente do material que está sendo usinado, do acabamento e da precisão desejados e das capacidades da máquina.

• Material sendo usinado: Com relação ao material da peça, as fresas de topo de 2 canais são mais adequadas para materiais mais macios, como o alumínio, devido às suas áreas de canal maiores, que permitem a remoção eficiente de cavacos e melhor acabamento superficial. Por outro lado, quando se trata de materiais mais duros que requerem velocidades de corte mais altas para manter a boa qualidade superficial durante a usinagem, por serem de natureza rígida; três flautas seriam preferidas a duas flautas.
• Acabamento e precisão desejados: Se conseguir acabamentos de qualidade superior com detalhes intrincados é o que mais importa; então deve-se considerar o uso de uma fresa de topo de dois canais, uma vez que ela tem melhor capacidade de remoção de cavacos, o que reduz as chances de recortar cavacos, levando a superfícies mais lisas. Para aplicações onde são utilizadas taxas de avanço e velocidades moderadas (equilíbrio entre eficiência e acabamento), três canais podem oferecer o melhor compromisso.
• Capacidades da máquina: É importante levar em consideração a potência da máquina juntamente com as taxas de avanço máximas alcançáveis ao selecionar entre esses dois tipos de fresas. Máquinas com fusos de baixa potência podem não funcionar bem quando alimentadas com materiais duros usando fresas de topo com três canais devido aos altos requisitos de torque nos fusos, que faltam em tais máquinas. A velocidade de corte sendo outro fator depende principalmente da rigidez do próprio conjunto do porta-ferramenta. Além disso, se pudesse escolher entre uma máquina antiga com capacidades limitadas ou uma nova, de última geração, capaz de realizar usinagem de alta velocidade (HSM) sem nenhum problema, mas equipada apenas com três canais, eu escolheria o último porque ainda aumentará significativamente a produtividade, mesmo com avanços mais baixos, sacrificando pouca qualidade de acabamento em relação ao anterior.
• Aplicação de refrigerante: Duas fresas de topo de canal oferecem mais espaço para acesso à refrigeração, de modo que ela possa alcançar facilmente as arestas de corte durante toda a operação, especialmente em cavidades profundas onde o resfriamento constante é necessário para evitar que a peça seja danificada pelo calor. Porém, três canais não permitem tanto espaço para essa finalidade, mas possuem canais internos de refrigeração, o que ainda pode ajudar a solucionar o problema em questão.
• Taxas de alimentação e velocidades de corte: Finalmente, as taxas de avanço juntamente com as velocidades de corte também podem influenciar o processo de tomada de decisão, dependendo da estratégia de usinagem específica utilizada. Em materiais mais macios, taxas de avanço mais altas podem ser alcançadas usando fresas de topo com dois canais, enquanto três canais são mais adequados para materiais mais duros e passes de acabamento devido à sua capacidade de atingir velocidades de corte mais rápidas.

Concluindo, é importante que todos esses fatores sejam levados em consideração antes de escolher entre fresas de topo de 2 ou 3 canais, pois a falha no alinhamento das capacidades da ferramenta com os requisitos de usinagem pode levar ao desgaste prematuro das ferramentas, além de afetar negativamente a qualidade final da peça.

Selecionando os ângulos ideais de canal e hélice para alumínio

Benefícios dos ângulos de hélice elevados para ligas de alumínio macio

Há vários motivos pelos quais ângulos de hélice elevados em fresas de topo são particularmente úteis na usinagem de ligas de alumínio macias:

• Melhor acabamento superficial: Um ângulo de hélice mais alto proporciona uma ação de cisalhamento mais eficaz, produzindo, portanto, um acabamento superficial mais liso. Isto é fundamental para aplicações com tolerâncias restritas ou onde é necessário um bom apelo estético.
• Redução da adesão da peça: As ferramentas de corte muitas vezes têm tendência a ficar presas devido ao facto de o alumínio macio aderir a elas, criando assim arestas postiças (BUEs). Essa adesividade pode ser reduzida aumentando o ângulo de inclinação para ferramentas de alta hélice, o que, por sua vez, melhora a qualidade, pois os cavacos não se soldam novamente durante o processo de corte, e isso afeta todos os outros aspectos da fabricação de peças usinadas.
• Melhoria da remoção de cavacos: O design de alto ângulo de hélice permite uma eliminação mais fácil de cavacos. Isto é principalmente vantajoso durante operações de abertura de bolsões ou rasgos, onde o escoamento de cavacos pode se tornar difícil, levando assim a uma vida útil mais longa da ferramenta e à prevenção de danos à peça causados por cavacos presos dentro dos bolsões ou rasgos.
• Diminuição das forças de corte: Quando os materiais são cortados usando ferramentas com grandes comprimentos de canais em espiral, elas exercem forças menores sobre esses materiais. Ocorre menos vibração, resultando em menos vibração e menores taxas de deflexão exibidas por tais ferramentas durante a operação, eventualmente estabilizando o corte e promovendo assim a suavidade, especialmente ao lidar com paredes finas feitas de ligas de alumínio macias.

2 flautas vs. 3 flautas: balanceamento de remoção e acabamento de cavacos

No caso de fresamento de ligas de alumínio, deve-se usar duas fresas de topo caneladas ou três fresas caneladas? Isso depende principalmente de quão bem você deseja remover cavacos e da qualidade do acabamento superficial que você espera. As fresas de topo de dois canais foram projetadas de forma a remover cavacos de maneira excelente porque possuem espaço de canal mais amplo em comparação com qualquer outro tipo de fresa; tornando-os perfeitos para acabamentos de baixa exigência onde grandes volumes de materiais devem ser eliminados rapidamente. Também é importante notar que este design permite fácil evacuação de cavacos, especialmente ao trabalhar com bolsões ou ranhuras profundas. Pelo contrário, uma fresa de topo de três canais proporciona um melhor acabamento e ao mesmo tempo garante boas taxas de remoção de cavacos graças à sua aresta de corte extra. Por esta razão, torna-se mais aplicável em casos onde também são necessárias superfícies atraentes e tolerâncias estreitas. Além disso, ter mais canais reduz a carga de trabalho por dente, aumentando assim a vida útil da ferramenta, bem como a estabilidade durante o processo de corte. Portanto, a escolha entre 2 canais ou 3 canais deve ser determinada pelas necessidades específicas da tarefa de usinagem atual, levando em consideração tanto a eficiência desejada de remoção de cavacos quanto a qualidade de acabamento superficial necessária.

Impacto da geometria do canal na eficiência de corte e na vida útil da ferramenta

A eficiência de corte e a vida útil de uma fresa de topo são diretamente afetadas pela geometria de seu canal. Ao observar o formato da flauta, existem vários itens essenciais:

1. Número de flautas: O equilíbrio entre a remoção de cavacos e o acabamento superficial é influenciado pelo número de canais existentes em uma fresa de topo. Deve-se notar que embora mais flautas ofereçam acabamentos mais finos, elas podem não remover tantos cavacos quanto um número maior faria.
2. Formato de Flauta: Os padrões de evacuação de cavacos e a distribuição da força de corte entre as ferramentas dependem em grande parte dos formatos dos canais. Ângulos de hélice altos funcionam melhor para materiais macios, pois melhoram a redução de calor através de uma melhor remoção de cavacos do que qualquer outro ângulo.
3. Diâmetro interno: A resistência geral e a rigidez de uma fresa de topo são determinadas pelo tamanho do núcleo; diâmetros maiores fornecem suporte adicional, especialmente durante cortes profundos, mas restringem o espaço para cavacos dentro dos canais.
4. Profundidade do corte: Aplicações pesadas de remoção de material se beneficiam de cortes mais profundos porque esses canais podem reter mais cavacos. No entanto, isso enfraquece estruturalmente as ferramentas, aumentando assim as chances de deformação ou quebra.
5. Ângulo de hélice: Refere-se à inclinação formada entre a linha do eixo da ferramenta traçada através da borda principal de uma ranhura (canela) e outra que representa o ângulo de relevo da face frontal (terra). Cortes mais suaves são feitos quando ângulos de hélice mais altos são usados, tornando-os bons materiais propensos a lascas/rebarbas. Também afeta a forma como os cavacos são removidos das ferramentas.
6. Revestimentos: Embora estes não façam parte diretamente da geometria do canal, a aplicação de revestimentos nas superfícies melhora a longevidade do desempenho da ferramenta através da redução do desgaste e atrito. A dureza e a resistência ao calor podem ser aumentadas usando revestimento de TiAlN ou AlCrN, por exemplo.

Ao saber o que cada parâmetro faz, permite que uma pessoa que opera máquinas escolha qual tipo/tamanho funcionará melhor dependendo da tarefa, maximizando assim a eficiência de corte e mantendo a durabilidade, portanto, esses devem considerar todos os fatores necessários. Selecionar a geometria correta do canal é importante se desejar resulta se o escoamento máximo de cavacos é necessário, alcançando um acabamento superficial de boa qualidade ou prolongando a vida útil da ferramenta.

Garantindo longevidade e desempenho: soluções revestidas versus não revestidas

Como os revestimentos podem prolongar a vida útil de suas fresas de topo

Quando escolhidos e usados corretamente, os revestimentos de fresas de topo prolongam significativamente a vida útil da ferramenta e melhoram o desempenho. Estes revestimentos são projetados para uso em condições extremas e apresentam uma série de vantagens imediatas em diversas áreas:

1. Fricção diminuída: Um exemplo disso é o nitreto de titânio e alumínio (TiAlN), que reduz a rugosidade da superfície ao mesmo tempo, reduzindo o atrito durante a usinagem. Isso significa que menos calor é gerado ao esfregar materiais que precisam de cortes precisos e duros ou difíceis de cortar.
2. Maior dureza: A aplicação de revestimentos mais duros pode aumentar a dureza superficial de uma fresa de topo ainda mais drasticamente do que apenas fabricá-la com material realmente duro. Isso mantém as lâminas afiadas por mais tempo para que possam cortar coisas como aço sem ficarem cegas muito rápido; Nitreto de alumínio e cromo (AlCrN) funciona bem quando você quer algo super resistente, mas ainda não sabe o quê, porque aumenta a dureza.
3. Resistência ao calor: Os moinhos de revestimento melhoram enormemente sua capacidade de suportar altas temperaturas sem perder a integridade da forma ou qualquer outro atributo importante necessário para um bom desempenho de fresamento. É bom porque agora as pessoas podem correr mais rápido do que nunca! Muitos materiais diferentes poderiam ser cortados com uma fresa de topo nesta faixa de temperatura!
4. Proteção contra corrosão e desgaste: As propriedades químicas associadas ao TiAlN também fornecem proteção contra a oxidação, bem como contra o desgaste geral causado pelo contato repetido dos refrigerantes ao longo do tempo, juntamente com os próprios materiais da peça sendo constantemente expostos diretamente abaixo das bordas da ferramenta; manter esses pontos em mente ajudará a manter seu cortador sempre pronto para a ação – é por isso que adoro tanto ele.
5. Melhor evacuação de chips: Embora não seja declarado diretamente aqui, uma redução no atrito devido à suavidade proporcionada pelo revestimento pode contribuir para uma remoção mais fácil de cavacos dos canais durante o processamento, levando assim indiretamente a uma melhor evacuação de cavacos, uma vez que é menos provável que eles grudem nas fresas, evitando assim bloqueios que podem causar quebras de outra forma. Não deixe que as batatas fritas estraguem o seu dia novamente!

A durabilidade deve ser equilibrada com a eficiência para que as fresas de topo possam se beneficiar dos revestimentos. Os profissionais do setor precisam pensar no que estão cortando, como precisa de acabamento, que velocidade deve ser usada ao cortar esse material com esta ferramenta naquela taxa de avanço e assim por diante. Ter conhecimento de todas essas coisas de antemão pode ajudar um indivíduo a escolher qual deles se desgastará mais rapidamente, exigindo assim um novo revestimento o mais rápido possível, economizando dinheiro e aumentando os níveis de produtividade ao longo de sua vida útil.

Quando escolher ferramentas não revestidas para aplicações de alumínio

Por uma série de razões, as ferramentas não revestidas são muito boas para cortar alumínio. Em primeiro lugar, é o fato de ser um metal macio em comparação com outros; isso significa que as ferramentas não revestidas não desgastam suas bordas tão rapidamente quanto fariam com materiais mais duros. Em segundo lugar, o alumínio adere por natureza, por isso a falta de revestimento impede que ele grude na ferramenta de corte, o que normalmente acontece e afeta a qualidade do acabamento e a precisão do corte – conhecido como aresta postiça. Além disso, entre outras coisas, a condutividade térmica pode ser melhor em ferramentas não revestidas, de modo que o calor se dissipe mais facilmente durante o processo de corte. Se houver acúmulo excessivo de calor, poderá ocorrer falha prematura devido ao desgaste ou quebra das ferramentas, especialmente quando usadas para operações de usinagem de alta velocidade ou volume. Mas onde a precisão e o acabamento superficial são as considerações mais importantes e, ao mesmo tempo, manter o alto desempenho a um preço acessível ao longo da vida útil em relação aos níveis de dureza pode ser alcançado sem sacrificar a vida útil da ferramenta, então a escolha de ferramentas não revestidas para usinagem de alumínio pode economizar sua carteira!

Comparando o desempenho de diferentes materiais de revestimento

Para justificar sua eficácia e adequação a diferentes aplicações de usinagem, o desempenho dos materiais de revestimento de ferramentas de usinagem deve ser avaliado em relação a uma série de parâmetros-chave. A primeira coisa que precisa ser levada em consideração é a dureza. Nitreto de Titânio (TiN), Carbonitreto de Titânio (TiCN) e Carbono Diamante (DLC) são alguns exemplos de revestimentos com diferentes níveis de dureza superficial, que afetam diretamente a resistência ao desgaste. Por exemplo, o TiN ganhou popularidade devido à sua superfície dura, que prolonga a vida útil de qualquer ferramenta, tornando-a adequada para vários tipos de máquinas.

Outro parâmetro importante é a estabilidade térmica. Revestimentos como Nitreto de Alumínio e Titânio (AlTiN) ou TiAlN possuem alta resistência ao calor, portanto podem suportar temperaturas mais altas sem comprometer a integridade das ferramentas utilizadas nas áreas onde são aplicados mesmo em velocidades muito altas ou avanços onde é gerado muito mais calor do que habitual durante o processo de usinagem.

Essa propriedade evita a adesão entre os materiais da peça e as ferramentas, bem como o desgaste, que ocorre frequentemente no trabalho com aços inoxidáveis, principalmente aqueles que contêm filme de óxido de cromo, como o alumínio, entre outros, aumentando também a inércia química; existem alguns tipos, como o carbono semelhante ao diamante (DLC), que apresentam coeficiente de atrito muito baixo e alta inércia química, reduzindo assim as chances de uma aresta postiça e, ao mesmo tempo, melhorando a qualidade do acabamento da superfície usinada.

O próximo fator a considerar é o coeficiente de atrito; valores mais baixos significam menos calor produzido durante o corte e, portanto, maior vida útil da ferramenta. Este aspecto é bem abordado pelos revestimentos DLC porque oferecem atrito mínimo entre o material da ferramenta de corte e o material da peça.

Finalmente, deve-se pensar na espessura do revestimento, uma vez que ela pode afetar a afiação nas arestas de corte, afetando também o acabamento superficial das peças acabadas. Revestimentos finos, especialmente aqueles feitos através de métodos PVD, tendem a reter melhor a nitidez das bordas do que os espessos obtidos através de métodos CVD, que podem levar a cantos arredondados, mas ainda assim alcançar bons resultados em geral.

Em resumo, dureza; estabilidade térmica; inércia química; o coeficiente de atrito e a espessura do revestimento devem ser considerados ao selecionar um material de revestimento de ferramenta de usinagem para desempenho ideal, economia e vida útil da ferramenta em relação às máquinas específicas usadas.

Melhores práticas para fresamento de alumínio com máquinas CNC

Velocidade e avanço: maximizando a eficiência e a precisão

A eficiência é determinada principalmente ao trabalhar com alumínio em máquinas CNC, compreendendo a velocidade e também a taxa de avanço. Esses dois aspectos do fresamento também são essenciais para a precisão. A velocidade e as taxas de avanço também afetam o desempenho durante a usinagem, a vida útil da ferramenta e a qualidade do produto acabado. Aqui estão algumas considerações que devem ser feitas:

• Velocidade de corte (SFM): A taxa na qual o material é retirado é determinada pela velocidade de rotação do cortador, que é medida em Pés de Superfície por Minuto (SFM). O alumínio tem alta condutividade térmica, portanto pode suportar SFM mais alto do que a maioria dos metais. Para ligas de alumínio você pode usar uma faixa entre 250 e 1000 SFM dependendo da liga que está sendo usinada e do tipo de ferramenta.
• Taxa de alimentação (IPM): A taxa de avanço refere-se a polegadas por minuto que a peça de trabalho avança na ferramenta de corte enquanto corta sua área de superfície; este parâmetro informa a velocidade na qual os cavacos devem sair sob uma aresta de uma peça sólida ou qualquer outra forma onde a remoção de cavacos ocorre durante a operação de usinagem, como fresamento, etc. Se muito material for acumulado sob as arestas de corte da ferramenta, então haverá não sobra espaço para cavacos subsequentes, causando entupimento que leva ao desgaste prematuro das ferramentas usadas para fresar peças de alumínio. Por outro lado, se os cavacos não saírem com frequência suficiente, eles se transformam em longos fios que se enroscam nas estrias, fazendo com que se quebrem facilmente e, assim, quebrem.
• Profundidade de corte e largura de corte: Ambos os parâmetros devem ser equilibrados entre si, não só para maximizar a eficiência, mas também para prolongar a vida útil das ferramentas utilizadas no processo de usinagem, também conhecidas como 'fresas'. Profundidades maiores permitem taxas de remoção mais rápidas, embora aumentem as taxas de abrasão, desgastando assim as superfícies da fresa mais rapidamente, especialmente onde há materiais abrasivos sendo usinados como ferro fundido, etc. Cortes mais largos distribuem a carga por áreas mais amplas ao longo de todo o comprimento, levando a maior durabilidade entretanto, cortes mais estreitos concentram cargas em seções menores, fazendo-as quebrar rapidamente devido à falha por fadiga causada por tensões de flexão cíclicas que ocorrem entre cavacos adjacentes durante a operação de fresamento em uma peça de alumínio.
• Geometria da ferramenta: Os recursos de design incorporados às ferramentas, como formato geral, número de canais e ângulo de hélice, determinam o quão bem elas podem suportar certas velocidades e avanços sem falhar prematuramente ou quebrar durante o uso. Ferramentas com ângulos de hélice mais altos ajudam a remover cavacos de forma mais eficaz, reduzindo assim o acúmulo de calor ao redor da zona de corte e evitando a soldagem da peça à ferramenta. Por outro lado, aqueles que possuem superfícies polidas tendem a evacuar facilmente os cavacos de dentro dos canais, minimizando assim os problemas de entupimento associados à aderência de cavacos nos dentes de uma fresa quando ela é usada para usinar peças de alumínio. Além disso, as fresas que possuem poucos canais são capazes de criar espaços maiores entre elas, através dos quais o refrigerante flui livremente, de modo a resfriar tanto a própria fresa quanto a área circundante durante o processo de fresamento de chapas de alumínio anodizado.

Ao definir esses parâmetros, deve-se levar em consideração as propriedades exibidas pelo ¨suporte¨ físico fornecido como cortesia do Alumínio, juntamente com as habilidades demonstradas pelas máquinas CNC, além de alguns tipos de ferramentas disponíveis para uso em relação ao alumínio. O suporte físico refere-se a quão forte ou fraco o material é comparado a outro material quando forças lhe são impostas; este aspecto determina a escolha entre máquinas CNC rígidas e flexíveis, que podem não ser necessariamente adequadas dependendo do tipo de ferramenta selecionado. As configurações iniciais podem ser ajustadas com base no que é visto durante o corte, incluindo a condição dos cavacos produzidos, o som emitido durante a operação de corte e o acabamento superficial obtido após a conclusão do corte, entre outros. Mas ainda são necessárias sugestões do fabricante e dados coletados em diversos testes feitos durante a usinagem antes de chegar às condições ideais para trabalhar com alumínio.

Estratégias de caminho da ferramenta para evitar danos à peça

Para reduzir os danos às peças durante a usinagem de alumínio, é necessário focar em como as estratégias estratégicas do caminho da ferramenta são implementadas. Uma delas é eficaz para esse fim: utilizar um percurso de fresagem trocoidal que mantém contato contínuo com a ferramenta e redistribui as forças de corte por uma área maior da mesma, evitando o acúmulo de calor na peça a ser trabalhada. Outra coisa que pode ser feita é adotar métodos de fresamento ascendente, que proporcionam melhores acabamentos e ao mesmo tempo reduzem o atrito a ponto de evitar a ocorrência de distorções nas peças acabadas. As propriedades do material e as capacidades das ferramentas de corte selecionadas devem orientar as taxas de velocidade nas quais os avanços são otimizados em relação às rotações do fuso por minuto, entre outras coisas. Essas etapas, aliadas ao monitoramento dos eventos ocorridos durante a operação e à realização de ajustes com base nos valores observados registrados, garantem a durabilidade não só da máquina, mas também de seus acessórios, garantindo o sucesso nas diferentes fases envolvidas no acabamento de superfícies feitas de metais como alumínio ou ligas. deste com outros elementos.

Escolhendo as fresas CNC certas para ligas de alumínio com alto teor de silício

Para evitar dificuldades comuns de usinagem em ligas de alumínio com alto teor de silício, como desgaste rápido da ferramenta e acabamento superficial diminuído, é importante selecionar fresas de topo CNC apropriadas. É por isso que as fresas de topo para esses materiais devem ser feitas de material muito resistente, uma vez que são abrasivas. A dureza e a capacidade de minimizar a adesão entre a peça e a ferramenta tornam as fresas de topo de metal duro revestidas com diboreto de titânio (TIB2) uma melhor opção. Além disso, a escolha de geometrias como muitos canais ou superfícies polidas também pode ajudar muito em termos de aumento da velocidade de evacuação de cavacos e redução da geração de calor ao lidar com este tipo de metal através de fresas de topo. Estas ferramentas especiais não apenas prolongam a vida útil da ferramenta, mas também melhoram a qualidade das superfícies usinadas, garantindo assim a realização eficiente de requisitos exigentes para componentes feitos de ligas de alumínio com alto teor de silício.

Fontes de referência

1. Artigo Online – “Otimizando a Usinagem de Alumínio: Selecionando Fresas de Topo para Alto Desempenho”
   • Fonte: MachiningToday.com
   • Resumo: Este artigo da web explica como otimizar a usinagem de alumínio selecionando as fresas de topo corretas para alto desempenho. Ele fala sobre quais fatores devem ser considerados na escolha de fresas de topo para aplicações de alumínio, como material da ferramenta, tipo de revestimento, geometria do canal e parâmetros de corte, entre outros. O artigo também oferece dicas práticas, conselhos de especialistas e exemplos reais para ajudar os operadores a aumentar a eficiência e melhorar a qualidade enquanto trabalham em seus projetos de fresamento de alumínio. Este é um recurso de leitura obrigatória para qualquer profissional que queira aprimorar suas habilidades em usinagem de alumínio de alto desempenho.
2. Artigo de pesquisa – “Estratégias avançadas para usinagem de alumínio com fresas de topo de precisão”
   • Fonte: Jornal de Engenharia de Precisão
   • Resumo: Esta publicação científica trata de métodos avançados de processamento de alumínio através do uso de fresas de topo de precisão. Foi publicado em uma revista especializada dedicada à precisão da engenharia. Neste artigo, discutiremos alguns novos desenvolvimentos relacionados ao projeto de ferramentas, materiais utilizados e outras técnicas empregadas que visam especificamente alcançar alto desempenho durante o fresamento de peças de alumínio. Como tal, fornece dados empíricos juntamente com várias comparações feitas em conjunto com práticas recomendadas que podem levar à obtenção de boas qualidades de acabamento superficial, juntamente com uma vida útil prolongada de ferramentas onde os níveis de produtividade podem não ter sido comprometidos ao lidar com este tipo de liga durante a sua fabricação. processo. Esse tipo de fonte é direcionado a pesquisadores que estudam diversos aspectos da usinagem de metais, principalmente aqueles que envolvem materiais leves como o alumínio.
3. Site do fabricante – “Dominando a usinagem de alumínio: soluções de fresas de topo para alto desempenho”
   • Fonte: PrecisionMachiningToolsInc.com
   • Resumo: O site da Precision Machining Tools Inc. contém um manual completo sobre como dominar a usinagem de alumínio usando soluções de fresas de topo de alto desempenho que eles criaram. O guia descreve os principais recursos, vantagens e recomendações específicas de aplicação para cada tipo de fresa adequada para fresamento de alumínio. Os melhores resultados em vários tipos de projetos foram alcançados. Especificações, instruções e histórias de sucesso em que determinados produtos produziram resultados superiores a outros também fazem parte deste recurso, que combina conhecimento prático baseado na experiência adquirida no trabalho com diferentes fabricantes de equipamentos ao longo dos anos, sendo assim capaz de fornecer insights relevantes do setor, críticos quando buscando atingir o potencial máximo em qualquer etapa do processo durante a fase de execução, portanto, qualquer pessoa interessada em aprender mais sobre como essas coisas funcionam deve tomar nota

Perguntas frequentes (FAQ)

P: Por que as fresas de topo de metal duro são usadas na usinagem de alumínio?

R: A razão pela qual as fresas de topo de metal duro são comumente usadas para usinagem de alumínio é porque elas têm uma dureza muito alta e excelente resistência ao desgaste. Isso significa que elas podem manter suas arestas de corte afiadas por muito mais tempo do que as fresas de aço rápido (HSS), permitindo taxas de avanço mais rápidas e tempos de ciclo mais curtos. Além disso, ser mais rígido ajuda a produzir melhores acabamentos com menos trepidação durante o processo de corte.

P: Qual o papel do ângulo de hélice no fresamento de alumínio com uma fresa de topo?

R: Quando se trata de fresamento de alumínio, o ângulo de hélice de uma fresa de topo é um fator crítico. Essencialmente, um ângulo de hélice mais alto (geralmente 45° – 60°) cria uma ação de cisalhamento que reduz as forças de corte e o acúmulo de calor, levando a cortes mais suaves e melhor acabamento superficial, ao mesmo tempo que aumenta a vida útil da ferramenta, especialmente para materiais macios/gomosos, como ligas de alumínio.

P: Qual é a vantagem de usar fresas de topo de desbaste para usinar alumínio?

R: As fresas de topo para desbaste são projetadas para remover rapidamente grandes quantidades de material bruto, especialmente aquelas com design tipo U de alto avanço. Eles fazem isso por terem uma geometria de quebra de cavacos que quebra os cavacos de modo que eles não se amontoem facilmente ou causem acúmulo excessivo de calor durante o corte, o que pode ser prejudicial ao trabalhar em alumínio, já que a evacuação eficiente dos cavacos evita o endurecimento por trabalho ou a soldagem na ferramenta , resultando em acabamentos de baixa qualidade.

P: As fresas de topo quadrado podem ser usadas para operações de desbaste e acabamento em alumínio?

R: Sim, a fresa de topo quadrado é uma ferramenta versátil que pode realizar tarefas de desbaste e acabamento quando se trata de trabalhar alumínio. Portanto, ele poderia remover materiais com eficiência e, ao mesmo tempo, fornecer cantos limpos com acabamentos superficiais finos em diferentes estágios do processo de fabricação. No entanto, selecionar aqueles apropriados com o número adequado de canais, ângulos de inclinação e ângulos de folga corretos, etc., pode ajudar a otimizar o desempenho com base em requisitos específicos.

P: Por que é importante escolher o revestimento correto para fresas de topo usadas na usinagem de alumínio?

R: A seleção de um revestimento é fundamental ao trabalhar com fresas de topo usadas na usinagem de alumínio devido ao seu impacto significativo na vida útil e no desempenho da ferramenta. Revestimentos como ZrN (nitreto de zircônio) funcionam bem com a maioria dos metais não ferrosos. Eles evitam o acúmulo de material na aresta de corte, o que reduz o desgaste, ao mesmo tempo que permite que os cavacos fluam melhor porque não aderem tão facilmente, o que os torna ótimos cortadores para coisas como latão ou ligas de cobre, mas especialmente alumínio.

P: Compare fresas de topo de canal único e multicanal para usinagem de metais não ferrosos.

R: As fresas de topo de canal único são projetadas para usinagem em alta velocidade e excelente evacuação de cavacos, tornando-as ideais para metais não ferrosos mais macios, como ligas de alumínio e magnésio. Por outro lado, os projetos de canais múltiplos podem aumentar a produtividade ao permitir taxas de avanço mais altas, mas podem ter dificuldades com a remoção de cavacos em materiais gomosos macios. Qual você usa depende do que você está tentando fazer; o acabamento desejado e as capacidades da sua máquina também podem influenciar esta decisão.

P: O que o projeto de hélice variável faz no fresamento de ligas de alumínio?

R: O design de hélice variável ajuda a reduzir a trepidação durante o fresamento de ligas de alumínio, regularizando as vibrações que ocorrem dentro delas durante a usinagem. Para elaborar ainda mais, se todos os dentes tiverem alturas ou profundidades iguais, haverá harmônicos configurados ao longo de seu comprimento, levando a acabamentos ruins, bem como ao desgaste rápido das fresas envolvidas. A melhor maneira de contornar esses problemas é tornar os lados diferentes mais altos que os demais, de modo que dois lados adjacentes nunca fiquem exatamente no mesmo nível, quebrando assim quaisquer ressonâncias possíveis e garantindo os cortes mais suaves possíveis, mesmo quando se trata de superfícies altamente reflexivas. superfícies como aquelas encontradas em folhas de alumínio polido.

P: Como o comprimento total de uma fresa afeta seu desempenho ao cortar metais não ferrosos?

R: O comprimento total de uma fresa determina a profundidade que ela pode atingir na peça de trabalho e sua rigidez ao cortar metais não ferrosos. Brocas mais longas podem ceder quando submetidas a forças causadas pela ação de corte, afetando assim a precisão e o acabamento, especialmente em paredes ou cavidades internas. Por outro lado, as brocas mais curtas são mais rígidas, portanto, produzem cortes mais limpos e precisos, mas têm acessibilidade limitada. Portanto, deve-se escolher um comprimento total adequado dependendo do que for necessário para que os resultados desejados possam ser alcançados em operações de usinagem envolvendo materiais não ferrosos.