Fresas de topo definem uma grande família de ferramentas que, em aplicações de fresamento, são usadas para realizar atividades que não podem ser realizadas com brocas comuns. Em particular, a fresa de topo de corte é mais eficaz na execução de furos com fundo plano perfeito devido à sua capacidade de cortar em todas as direções, inclusive na vertical. Neste blog, o método de furação com fresa de topo será examinado em detalhes, as fresas de topo que se mostram mais adequadas para esse propósito e as medidas tomadas para aumentar a eficiência e a precisão. Os tópicos a serem discutidos incluirão os procedimentos preliminares, por exemplo, a seleção das ferramentas corretas, a preparação da peça de trabalho, etc., e as instruções passo a passo sobre como executar corretamente furos com fundo plano. Este longo guia é útil tanto para maquinistas experientes quanto para amadores dispostos a aprender tecnologias ainda mais avançadas.
O que é uma fresa de topo e como usá-la?
Um fresa de topo é uma fresa de corte ferramenta usada especificamente para processos de fresamento industrial e pode remover material em profundidade definida e de formato apropriado. As fresas de topo podem cortar na direção radial, pois possuem arestas de corte nas laterais e na ponta, o que permite que cortem em outras direções, além da direção axial, como é o caso das brocas padrão. Essas ferramentas são feitas de aço rápido ou carboneto, e a escolha das ferramentas depende dos requisitos de usinagem. Para usar uma fresa de topo, é preciso colocá-la no fuso da fresadora, definir a velocidade e a taxa de avanço necessárias e posicionar a fresa de topo rotativa em um determinado eixo para realizar tarefas como perfilamento, contorno, abertura de canais, mandrilamento e outras ações. No entanto, isso não é simples, pois precisa ser bem-sucedido na remoção do material alvo e requer uma seleção cuidadosa do tamanho e da geometria dos canais de uma fresa de topo para obter a tarefa necessária com o mínimo de desgaste ou quebra da ferramenta.
Compreendendo a diferença entre uma fresa de topo e uma broca
Fresas de topo e brocas são ferramentas completamente diferentes, e seus usos também são diferentes. Para criar furos cilíndricos em um material, utiliza-se um dispositivo comumente conhecido como "broca". O movimento de uma broca limita-se principalmente a ir em uma posição vertical para baixo. O mesmo não é verdade quando se trata de movimentos de deslizamento lateral. Fresas de topo são ferramentas de corte suaves que podem executar cortes precisos e em profundidade, bem como cortes laterais. As fresas de topo são aprimoradas para executar alguns processos de fresamento incremental, como fresamento de canais, contornos e perfis. Isso se deve à presença de faces de corte na lateral e na ponta da ferramenta de corte da fresa de topo. As brocas são usadas principalmente para produzir furos, não furos simples com uma broca, mas apresentam fresas de topo, cuja cabeça permite a modelagem precisa do material, o que é ainda mais necessário para o processamento de alta qualidade.
Tipos de fresas de topo para diversas aplicações
As fresas de topo são fabricadas em diversos estilos, dependendo da aplicação a ser feita na peça. Entre eles estão:
- Fresas de topo quadrado: São projetadas para produzir cantos vivos a 90 graus e podem executar ranhuras, sulcos e contornos. Na prática de moagem de milho, são as ferramentas mais eficientes para transformar minutos em segundos enquanto se remove o material.
- Fresas de topo esféricas têm uma extremidade arredondada, o que as torna ideais para usinagem de superfícies arredondadas ou contornadas. Essas brocas são comumente aplicadas em processos de fresamento 3D, como usinagem de moldes e matrizes.
- Fresas de desbaste: Essas ferramentas, também conhecidas como fresas de desbaste, possuem um modo de corte serrilhado que permite a remoção rápida do material com vibração mínima. Isso é útil nos estágios iniciais de qualquer processo de corte, pois é onde a maior parte do material é removida.
No entanto, cada tipo de fresa de topo é projetado para uma aplicação específica e para o tipo de material a ser utilizado, garantindo a máxima eficiência operacional com resultados de alta qualidade nos processos de fabricação. Esse conhecimento auxilia o operador na escolha da ferramenta mais adequada para uma determinada tarefa, aumentando assim a produtividade e a durabilidade da ferramenta.
Escolhendo a ferramenta certa para sua máquina
Ao escolher uma fresa de topo para sua máquina, é importante considerar o material da fresa, os parâmetros de usinagem e os possíveis formatos para o corte final. Para começar, observe o material que você irá usinar; por exemplo, é necessário usar ferramentas com alto ângulo de hélice ao trabalhar em materiais mais macios, como alumínio, para aproveitar ao máximo a remoção de cavacos, ao contrário de aços de fresamento de topo que exigem fresas de topo revestidas com classes resistentes. Neste caso, especifique a operação de usinagem: o contorno externo é bem executado com fresas de topo de desbaste, que podem processar muito material rapidamente, mas fresas de ponta esférica ou quadradas são apropriadas para acabamento. Por fim, lembre-se de todos os recursos da máquina, como velocidade do fuso e rigidez, para que a fresa de topo não se desgaste desnecessariamente na extremidade da ferramenta durante o uso. Informações do Projeto: A MSC Industrial Supply, a Grainger e a Circuit Specialists fornecem uma gama abrangente de recursos e ferramentas aos usuários sobre como escolher a fresa de topo correta, o que aumenta a eficiência, a precisão e a durabilidade da ferramenta na usinagem.
Como fazer um furo com uma fresa?
Configurando a máquina CNC para perfuração
Para operar uma máquina CNC com fresa de topo para furação, o primeiro passo é fixar a peça de trabalho à mesa da máquina para garantir estabilidade e precisão durante a furação. Em segundo lugar, escolha a fresa de topo adequada ao material, bem como o tamanho do furo a ser perfurado, e certifique-se de que ela esteja devidamente fixada no eixo da máquina. Especifique os valores corretos na entrada de parâmetros do programa CNC, incluindo a velocidade do eixo, a taxa de avanço e a profundidade de furação, de acordo com o material e a fresa de topo, que possui suas especificações. Verifique a precisão da trajetória da ferramenta e faça um teste, se considerar apropriado. Após a conclusão e validação da instalação, a furação pode ser iniciada, com o funcionamento da máquina sendo constantemente monitorado para corrigir o processo caso ocorra alguma falha.
Técnicas para obter furos de fundo plano
Para obter furos de fundo plano adequados usando uma fresa de topo, os seguintes métodos são aplicáveis: Primeiro, escolha uma fresa de topo plana ou fresa de topo de corte central, que seja capaz de mergulhar diretamente na peça de trabalho sem a necessidade de um furo inicial. Em seguida, o controle da máquina CNC é acionado para fazer um movimento de mergulho vertical e movimentos de rampa subsequentes, que visam manter o nível de profundidade constante. Para melhorar o engate da ferramenta no material e evitar desgaste excessivo, diminua a taxa de avanço aplicada. Por fim, se o material for muito duro, ciclos de furação pica-pau devem ser utilizados, o que, durante o uso da fresa de topo, ajudará na remoção de cavacos e reduzirá o acúmulo de calor. Com esses métodos, a fresa de topo é capaz de produzir furos de fundo plano de forma eficaz.
Erros comuns a evitar ao usar uma fresa para furação
A principal desvantagem da furação com fresa de topo é o uso do tipo errado de fresa, por exemplo, uma fresa de topo padrão em vez de uma fresa de topo com corte central, necessária para a perfuração em mergulho. Outra desvantagem comum é a incapacidade de variar a taxa de avanço e a velocidade do fuso para cada tipo de material perfurado, a fim de evitar danos à ferramenta e resultados desfavoráveis. Estratégias de remoção de cavacos, como pica-pau ou aplicação de refrigerante, também devem ser evitadas, pois podem gerar calor desnecessário e comprometer a vida útil da broca. Para evitar esses erros comuns, um processo de furação mais preciso e eficiente pode ser implementado, principalmente quando se deseja um furo de fundo plano.
Por que você deve usar uma fresa em vez de uma broca comum?
Vantagens das fresas de topo na criação de furos de fundo plano
As fresas de topo criam vantagens sobre brocas padrão ao produzir furos de fundo plano. Isso ocorre porque a fresa de topo é uma ferramenta destinada à usinagem de precisão e é capaz de fazer furos de fundo plano com uma superfície razoavelmente nivelada. Por exemplo, brocas circulares regulares produzem furos cilíndricos, que são ligeiramente flexíveis na parte inferior devido ao ângulo de rotação. Isso é diferente das fresas de topo, que produzem furos de fundo plano devido ao tipo de arestas de corte que possuem. Além disso, com as fresas de topo, há maior flexibilidade porque, além de furar, elas podem fazer vários outros tipos de cortes, que incluem, mas não estão limitados a, perfilamento, contorno e abertura de cavidades. Essa flexibilidade as torna particularmente úteis em operações de usinagem complexas que exigem a execução de múltiplas funções. Além disso, ao cortar, há precisão ao fazer uma profundidade específica; isso reduz incertezas e o acabamento é de melhor qualidade, tornando as fresas de topo a melhor ferramenta de corte onde precisão e qualidade são necessárias.
Comparando ferramentas de estilo fresador e de estilo furadeira
É importante ter em mente que ferramentas do tipo fresa e broca devem ser tratadas como duas ferramentas diferentes, com vantagens e usabilidade distintas em uma operação de usinagem. As fresas de topo são geralmente classificadas como ferramentas do tipo fresa, que são destinadas ao corte lateral e podem ser usadas para diversas operações de usinagem, como fresamento, perfilamento e corte de contorno em um projeto de dois canais. Essas ferramentas são adequadas para aplicações de alta precisão, nas quais são necessários furos de fundo plano e baixa relação de aspecto, uma vez que é possível controlar o movimento da ferramenta em várias direções. Por outro lado, as ferramentas do tipo broca são ferramentas de corte puramente axial, usadas principalmente para criar um furo cilíndrico com cabeça pontiaguda. Elas são menos flexíveis do que as ferramentas de corte, mas em algumas operações de furação simples, concentrando-se mais na profundidade do que no formato, podem ser mais vantajosas, pois menos esforço será despendido em conformação desnecessária. Portanto, o argumento acima convence que a decisão de escolher as ferramentas do tipo fresa ou broca e como essas ferramentas são usadas na máquina dependerá principalmente de aspectos específicos da usinagem, incluindo a precisão e a complexidade do trabalho.
Cenários em que uma fresa corta melhor do que uma broca
Fresas de topo superam brocas em aplicações que envolvem corte lateral ou que exigem formas complexas e acabamentos precisos. São particularmente úteis para abertura de rasgos, cavidades, contornos ou qualquer operação em que seja necessário controlar o caminho exato da fresa. Além disso, fresas de topo podem ser empregadas em operações de perfuração que exigem a aplicação de superfícies não planas ou em ações que exigem o corte de um fundo plano; portanto, brocas com característica cônica são ineficazes. Além da facilidade de executar funções adicionais, como raio de canto, há menos restrições ao movimento da fresa de topo, pois ela é mais compacta e está instalada em um fuso, o que permite a movimentação em diferentes planos.
Como você escolhe uma fresa de topo adequada para seu projeto?
Fatores a considerar: diâmetro, canais e material
Algumas das coisas importantes a ter em mente ao escolher uma fresa para um projeto específico são as seguintes:
- Diâmetro: O acabamento da superfície e a forma como os cortes serão realizados dependem do diâmetro da fresa. Um diâmetro grande proporciona rigidez e contingência no movimento operacional, o que é muito bom para cortes extenuantes. Por outro lado, uma fresa de diâmetro pequeno é útil para fazer formas complexas e sofisticadas, pois pode alcançar cavidades pequenas e é mais precisa.
- Canais: A configuração dos canais de uma fresa de topo, por exemplo, uma fresa de dois canais, afeta a maneira como o cavaco é removido e o acabamento superficial obtido. Poucos canais proporcionam relativamente mais espaço para a remoção dos cavacos, o que é útil em materiais mais macios e cortes profundos. Mais canais melhoram o acabamento superficial da fresa e ocorrem em materiais duros, pois uma taxa de avanço rápida pode ser acomodada com um menor grau de deflexão da ferramenta.
- Material: O material de desgaste da fresa de topo afeta sua resistência ao desgaste, tenacidade e desempenho de corte. O aço rápido (HSS) é econômico e apresenta tenacidade suficiente para uso rotineiro, enquanto as ferramentas de metal duro são temperadas e resistentes ao calor para serem usadas em condições mais exigentes e com melhor acabamento. Além disso, revestimentos de nitreto de titânio ou diamante são conhecidos por aumentar a vida útil e a eficiência das ferramentas. Em fresas, o padrão deve ter uma combinação de materiais adequada à peça de trabalho para garantir a máxima eficácia e resultados.
Quando optar por uma fresa de corte central
Uma fresa de topo com corte central possui propriedades únicas, pois é capaz de penetrar diretamente no material; portanto, seu uso deve ser considerado após considerar a melhor forma de utilizar seus recursos. Enquanto as fresas de topo sem corte central não conseguem iniciar um corte sem um furo perfurado no material para guiá-lo, as variantes com corte central possuem arestas de corte que se estendem em direção ao centro da ferramenta, o que proporciona essa possibilidade. Esse recurso é útil, especialmente em processos de fresamento de cavidades, abertura de canais e até mesmo furação. Em casos onde o posicionamento preciso da peça é muito importante, o uso de uma fresa de topo com corte central permite máxima eficiência, mantendo alta precisão sem a instalação de furos piloto, aprimorando assim os processos de fresamento.
Fresas de topo especiais para tarefas específicas, como trabalhos em alumínio e torno
Certos tipos de fresas de topo são protótipos para garantir melhor capacidade de corte e eficiência em diferentes condições de usinagem. Fresas de topo com dois ou três canais e ângulo de hélice alto são recomendadas para fresamento em alumínio, pois aumentam a remoção de cavacos e diminuem o impacto da ferramenta. Além disso, o polimento da fresa de topo feita de metal duro ou o uso de revestimentos de melhor qualidade, como nitreto de zircônio, aumenta a qualidade da superfície e auxilia na usinagem de alumínio.
Na preparação de elementos de projeto envolvendo tornos, fresas de topo especializadas, conhecidas como fresas de topo para rosqueamento ou ferramentas para ranhuramento, são utilizadas para obter formatos e acabamentos específicos. As fresas de topo cortam roscas em vez de serem acionadas. Elas realizam uma interpolação helicoidal controlada, permitindo mais variedades de operação em um diâmetro ranhurado maior do que o possível com machos comuns. Fresas de topo dedicadas ou de encanamento são utilizadas quando as características de usinagem envolvem linhas de perfil ou ranhuras precisas. As fresas para juntas possuem fresas de precisão e produzirão um acabamento superficial de qualidade. O uso de fresas de topo especiais inadequadas resulta em subutilização da ferramenta e também em resultados de baixa qualidade.
Quais são as melhores práticas para manutenção da sua fresa?
Limpeza e armazenamento adequados de fresas de topo
A limpeza e o posicionamento corretos das fresas contribuem para seu melhor desempenho e uso prolongado. As fresas são ferramentas de corte e requerem manuseio especial. Na extremidade da ferramenta, deve-se remover todos os resíduos da junta de topo, incluindo líquido de arrefecimento e aparas de metal, que possam ter aderido à extremidade. Uma escova macia e detergente podem ser usados para auxiliar na limpeza, desde que qualquer dano seja evitado durante a limpeza das ferramentas. As ferramentas também devem ser bem secas após a lavagem para evitar ferrugem. Fresas adequadas são armazenadas em estojos ou suportes de proteção quando não estão sendo utilizadas, para que outras ferramentas ou máquinas não entrem em contato com as arestas de corte da fresa, o que levaria a lascas ou perda de corte. Como manutenção geral e remoção de partículas de areia da superfície, elas auxiliam na classificação dos itens de acordo com o tamanho e o tipo, expondo-os no armazenamento a quaisquer outros fatores externos. Verificações periódicas do estado de desgaste ou danos de algumas peças fixadas ao núcleo também são necessárias para promover uma ação de corte eficaz.
Técnicas de afiação para prolongar a vida útil da sua ferramenta
A retificação correta de fresas de topo aumenta sua vida útil. As ferramentas de corte devem ser afiadas com máquinas apropriadas para obter os ângulos necessários e manter o formato da aresta de corte. A conformidade com os fatos centrais relacionados ao material da fresa de topo e seu tipo é necessária ao elaborar os projetos de retificação. Fresas de topo de metal duro, por exemplo, geram discos diamantados para retificação, pois são bastante duros. Durante o processo de afiação, deve haver fluido refrigerante suficiente para reduzir o calor e proteger a ferramenta de corte contra danos causados pelo calor. A regularidade de afiação adequada e as respostas adequadas proporcionadas por isso melhoram o desempenho e a vida útil da ferramenta e, consequentemente, o custo total das operações.
Uso de refrigerante para evitar superaquecimento durante a perfuração
O uso de refrigerante durante a perfuração é fundamental para evitar situações de superaquecimento da ferramenta, o que pode levar a defeitos e à redução do desempenho. Os refrigerantes cumprem mais do que a função primária de lubrificar o local da perfuração; eles também ajudam a minimizar os efeitos de atrito e resfriar o calor produzido dentro da peça de trabalho. Isso é particularmente importante ao trabalhar com metal ou outros materiais com isolamento térmico, especialmente quando se precisa de um furo de fundo plano. Para aumentar a eficiência do resfriamento, o refrigerante deve ser direcionado para a aresta de corte da ferramenta e para a peça de trabalho. Existem também diferentes categorias de refrigerantes, como os de emulsão aquosa, os sintéticos e os óleos puros, cada um com suas próprias vantagens. A escolha do tipo certo, dependendo do material e das condições de perfuração, aumentará a vida útil da ferramenta e das máquinas.
Fontes de referência
Perguntas frequentes (FAQ)
P: É possível fazer furos de fundo plano usando uma fresa de topo?
R: Sim, uma fresa de topo pode fazer furos perfeitos com fundo plano. Ao contrário de uma broca, uma fresa de topo tem uma extremidade plana, por isso é usada para furar furos com fundo plano. As fresas de topo são convenientes, pois podem ser inseridas diretamente na peça de trabalho, ou a interpolação helicoidal também pode ser feita para furos maiores.
P: Qual fresa criará furos de fundo plano ou cavidades?
R: Para furos de fundo plano, é preferível utilizar fresas de topo com corte central, ou outras ferramentas podem ser usadas apenas com uma broca comum, caso sejam extremamente necessárias. Um projeto com dois ou quatro canais serve, mas uma fresa de topo com dois canais proporcionará melhor escoamento de cavacos. Certifique-se de que a fresa de topo seja do tipo de mergulho e tenha folga suficiente para o material a ser trabalhado.
P: Como devo montar a fresadora para abrir um furo de fundo plano com uma fresa de topo?
R: Geralmente, para criar um furo de fundo plano com fresa de entalhe, pode-se utilizar uma broca de ponto ou uma broca central para criar um furo piloto. Isso ajuda a organizar a fresa e limita sua deflexão. Em seguida, comece a empurrar lentamente a fresa no material, pois a furação pica-pau precisa ser utilizada para remover cavacos ao redor das arestas de corte e evitar superaquecimento.
P: Por que as pessoas usam uma fresa em vez de uma broca para fazer furos?
R: A principal diferença é que a fresa de topo pode fazer um furo de fundo plano, enquanto uma broca comum (b) provavelmente fará um furo de fundo cônico em forma de copo. Além de furos de diâmetro maior do que as fresas de topo, também existem outros diâmetros diferentes das fresas de topo, com tolerâncias mais rigorosas. Ainda assim, as brocas são mais eficientes no corte de furos passantes simples do que as fresas anulares ou as mordiscadoras, pois são mais adequadas para fins de perfuração do que para ranhuras espirais.
P: Como posso obter o acabamento ideal ao perfurar com uma fresa de topo?
R: Para responder a essa pergunta, é preciso ser capaz de usar a velocidade do fuso e a taxa de avanço corretas para o material e a fresa. Se o diâmetro da fresa puder ser ajustado, comece com uma fresa de diâmetro menor. Aplique um pouco de líquido de arrefecimento ou fluido de corte para minimizar a geração e a dissipação de calor das partículas de corte. Para um acabamento ainda mais liso, aplique uma fresa alargadora após concluir a operação de fresamento.
P: É possível utilizar uma fresa de topo para criar furos de grandes dimensões?
R: É possível criar furos superdimensionados com uma fresa de topo empregando a técnica de interpolação helicoidal. Nesse caso, a fresa de topo é programada para se mover em círculos e cortar um furo com diâmetro maior que o da fresa. Essa técnica funciona muito bem quando são necessários furos de grande diâmetro com fundo plano na base.
P: Como posso evitar vibração durante o fresamento de topo?
R: Para evitar trepidações, certifique-se de entender a velocidade correta do fuso e a velocidade com que você alimenta o material na ferramenta de corte. Fixe firmemente um bloco de madeira à fresadora e coloque ferramentas curtas dentro dele. Você também pode tentar usar uma fresa de topo com hélice variável ou canais que reduzem a vibração. Use um ciclo de furação pica-pau para manter as forças de corte baixas e quebrar os cavacos para furos mais profundos.
P: Posso usar uma fresa de topo para fazer uma face de fundo plana para furo de jateamento?
R: É possível, até certo ponto, usar uma fresa de topo para fazer um furo de fundo plano; no entanto, não é a melhor opção. Fresas de topo com brocas de fresagem são feitas principalmente para fresamento lateral, e seu design pode não ser adequado para um mergulho eficiente devido à baixa capacidade de corte vertical e folga. É aconselhável evitar essas brocas, mas se você precisar usá-las, brocas para mergulho e não para fresamento devem ser usadas.
