Capítulo06
O acessório característico das fresadoras universais é o cabeçote divisor universal, aparelho divisor ou divisor universal como
também é denominado.
O cabeçote divisor destina-se não só à divisão de peças cilíndricas em qualquer número de divisões, como também, à realização de operações de fresagem em planos angulares dados, como por exemplo, em abrir hélices com qualquer passo, como por exemplo, na fresagem de rodas helicoidais. É também utilizado na fresagem de peças cilíndricas quando estas têm difícil aperto nas prensas de sujeição.
Neste aparelho são utilizados os sistemas de divisão directa simples e indirecta e divisões diferenciais e composta. No entanto, existem outros aparelhos mais simples que somente permitem a aplicação do sistema de divisão directa simples.
IMAGEM42
Este cabeçote divisor é constituído essencialmente por um disco D em cuja periferia estão talhados uma série de rasgos equidistantes. O disco está montado no veio que tem no extremo oposto um prato com ponto fixo ou uma bucha de grampos para a sujeição de peças. Uma cavilha de fixação O pressionada por uma mola que penetra nos entalhes do disco divisor e fixa este na posição desejada. O parafuso B destina-se ao bloqueamento da bucha para permitir uma fresagem com o mínimo de vibrações. Este deve ser apertado sempre que se pretenda mudar a peça de posição.
Para permitir um maior número de divisões, cada aparelho é dotado de um certo número de discos divisores com diferentes números de entalhes. Existem outros cabeçotes que têm discos com furações dispostas sobre circunferências concêntricas, em vez de discos de entalhes periféricos.
Se N é o número dos entalhes (ou de furos) do disco e n é o número de divisões a efectuar, o número de entalhes que se devem passar em cada divisão será N/n. Como exemplo deve-se dividir uma peça em 8 partes considerando a utilização de um disco com 32 entalhes; em que N=32 e n=8 então 32/8 = 4 entalhes
Para permitir um maior número de divisões, cada aparelho é dotado de um certo número de discos divisores com diferentes números de entalhes. Existem outros cabeçotes que têm discos com furações dispostas sobre circunferências concêntricas, em vez de discos de entalhes periféricos.
Se N é o número dos entalhes (ou de furos) do disco e n é o número de divisões a efectuar, o número de entalhes que se devem passar em cada divisão será N/n. Como exemplo deve-se dividir uma peça em 8 partes considerando a utilização de um disco com 32 entalhes; em que N=32 e n=8 então 32/8 = 4 entalhes
IMAGEM43
O cabeçote diviso universal
Em fresagem, há muitos casos em que peças cilíndricas têm de ser divididas em partes iguais ou se tem de formar nelas, polígonos prismáticos como por exemplo quadros, sextavados (caso de porcas), etc.
Em fresagem, há muitos casos em que peças cilíndricas têm de ser divididas em partes iguais ou se tem de formar nelas, polígonos prismáticos como por exemplo quadros, sextavados (caso de porcas), etc.
IMAGEM44
Para todos estes casos utiliza-se o cabeçote divisor universal como se vê na IMAGEM43. Este aparelho permite-nos a aplicação de todos os sistemas de divisão conhecidos, além de ser nas fresadoras, o acessório fundamental na abertura de hélices.
IMAGEM45
As peças a fresar podem ser sustidas neste aparelho, por intermédio da bucha de grampos, ou entre pontos com a utilização de um cabeçote móvel contra ponto como se vê na IMAGEM44, e de um ponto de centragem fixo, este aplicado no veio porta peças, também designado por árvore principal do divisor.
Em peças compridas e para evitar que durante a fresagem se forme um arco devido ao esforço de corte e à falta de apoio, usa-se um acessório denominado “macaco” como se vê na IMAGEM44 a IMAGEM45, que é constituído por um corpo C assente numa base D e um apoio regulável composto por um parafuso e uma porca como se vê na IMAGEM45.
Em peças compridas e para evitar que durante a fresagem se forme um arco devido ao esforço de corte e à falta de apoio, usa-se um acessório denominado “macaco” como se vê na IMAGEM44 a IMAGEM45, que é constituído por um corpo C assente numa base D e um apoio regulável composto por um parafuso e uma porca como se vê na IMAGEM45.
IMAGM46
Os elementos principais de um cabeçote divisor são o parafuso sem fim de uma entrada B, montado no veio da manivela C; e a roda dentada helicoidal, montada no veio porta peça A da IMAGEM47.
IMAGEM47
A constituição do cabeçote divisor universal é caracterizado pela IMAGEM48 como exemplo em que: A – Corpo fixo ou base de fixação na fresadora; B – Corpo de articulação que contém o veio porta peça; C – Árvore principal na qual está montada a roda helicoidal de 40 ou 60 dentes; D – Roda helicoidal de 40 ou 60 dentes accionada pelo parafuso sem fim; E – Parafuso sem fim de uma entrada: F – Manivela; G – Cavilha com ponta percutora para fixação da manivela no furo correspondente à divisão; H – Disco ou prato divisor montado no veio da manivela; I – Esbarra para fixar o disco divisor quando for necessário; L – Carreto solidário com disco divisor; M – Roda dentada que engrena com o carreto L; M1 – Roda helicoidal que se pode tornar solidária com o veio da manivela; N – Roda helicoidal que engrena coma anterior e cujo veio se prolonga para a montagem das rodas de muda no caso da divisão diferencial e fresamento helicoidal; O – Casquilho excêntrico; P – Parafuso para fixação do casquilho excêntrico; Q – Prato ou disco divisor para divisão directa; R – Fixador do disco divisor Q; S – Alavanca para fixação do veio porta peça; T – Hastes no compasso ou alidade.
IMAGEM48
Capítulo07
São quatro os sistemas de divisão usados nos cabeçotes divisores universais, que são: Divisão directa simples; Divisão indirecta simples; Divisão diferencial; Divisão composta. Só serão explicadas as duas primeiras mais abaixo.
São quatro os sistemas de divisão usados nos cabeçotes divisores universais, que são: Divisão directa simples; Divisão indirecta simples; Divisão diferencial; Divisão composta. Só serão explicadas as duas primeiras mais abaixo.
IMAGEM49
Divisão directa simples, esta divisão é realizada por intermédio do disco divisor que se encontra solidário com a árvore principal conforme a IMAGEM49 Este disco tem uma única fiada de furos ou de entalhes repartidos na sua periferia. As divisões são conseguidas, considerando o quociente do número de furos ou entalhes pelo número de divisões a abrir.
Este sistema é muito limitado devido ao pequeno número de furos que normalmente estão contidos no disco, e por este estar montado na árvore do divisor. O número de divisões a formar é igual ao número de furos do disco ou por eles divisíveis.
Este sistema é muito limitado devido ao pequeno número de furos que normalmente estão contidos no disco, e por este estar montado na árvore do divisor. O número de divisões a formar é igual ao número de furos do disco ou por eles divisíveis.
IMAGEM50
Na divisão indirecta é utilizada a relação de redução entre a rotação da manivela e a rotação da peça permitindo um número de divisões muito mais elevado daquele que se pode obter com a divisão directa. O mecanismo que permite esta redução encontra-se representado na IMAGEM50.
IMAGEM51
Um parafuso sem fim solidário ao veio da manivela A engrena com a roda helicoidal R montada na árvore. A peça P está encostada ao ponto de centragem que se encontra no topo do veio M. Ela gira solidária com o veio, graças a um sistema de prato de arrasto e um cavalinho da IMAGEM51. Pode também estar apertada na bucha de grampos. A cavilha com ponta percutora O serve para fixar a manivela A em correspondência com um determinado furo do disco divisor D, conforme a IMAGEM50.
O parafuso sem fim é de uma entrada e a roda helicoidal tem 40 ou 60 dentes, pelo que uma volta completa do parafuso corresponde a 1/40 ou 1/60 de volta da roda helicoidal e da peça.
Cada aparelho divisor vem geralmente dotado com três discos divisores. O número de furos que compõem as circunferências formadas em cada disco é normalmente: Disco I – 15, 16, 17, 18, 19, 20; Disco II – 21, 23, 27, 29, 31, 33; Disco III – 37, 39, 41, 43, 47, 49.
Para utilização do cabeçote da divisão indirecta, primeiramente há que saber qual a constante do divisor. A constante considera-se como sendo o número de dentes que tem a roda helicoidal que é mandada pelo sem fim.
Supondo que se tem um aparelho cuja constante é 40 e o número de divisões a formar é submúltiplo de 40, o cálculo das voltas a dar à manivela é relativamente fácil.
Se n é o número de divisões a formar, uma vez que uma volta completa da manivela corresponde a um deslocamento de 1/40 da peça, para obter n divisões é necessário girar a manivela 40/n vezes e se n é submúltiplo de 40, a manivela girará um número inteiro de voltas, como por exemplo. Se quisermos dividir uma peça em 10 divisões, quantas voltas à manivela teremos de dar? 40/n=40/10=4 voltas por divisão. Neste exemplo observa-se que depois de fazer girar a manivela 10x4=40 voltas, a peça efectuou uma volta completa.
Em casos muito mais frequentes de que n não seja um submúltiplo de 40 dever-se-ão efectuar também estes cálculos, considerando que voltas completas da manivela correspondem a fracções na rotação de peça.
Assim se a fracção 40/n é própria, em que n é maior que 40 (n>40), se encontra directamente a fracção de volta que deve efectuar a manivela, tendo como exemplo: n> 40; para efectuar 76 divisões, 40/n= 40/76
Dado que não se dispõe de um disco provido de uma circunferência de 76 furos, reduz-se a fracção até se obter um denominador correspondente a uma das fiadas de furos dos discos que possuímos.40 = 40/76=16/19
Pode-se usar o primeiro disco que tem uma circunferência com 19 furos, girando a manivela e fixando-a com a ponta percutora a intervalos de 16 furos de cada vez.
Se a fracção 40/n é imprópria, ou seja é menor que 40 (n <40), pode estar composta pela soma de um número inteiro que indica o número de voltas que deve efectuar a manivela, mais a fracção própria que indica a fracção de volta ou número de furos que se deve deslocar a manivela em cada fiada de furos, como exemplo: n<40, para efectuar 35 divisões, 40/n=40/35=1+5/35
Devia dar-se uma volta completa na manivela e mais 5/35 de volta.
Por não existir um disco com 35 furos é necessário reduzir a fracção à sua expressão mais simples e multiplicar depois o numerador e o denominador pelo mesmo número para que não se altere o valor da fracção e se consiga um denominador correspondente ao número de furos um disco de que dispomos.5/35 =1/7; 1/7 x 3/3=3/21, pelo que se obtém 40/n = 1+3/21 que corresponde a uma volta completa da manivela mais um intervalo de três furos na circunferência de 21.
Montado no veio da manivela e assente no disco divisor encontra-se um dispositivo denominado por compasso ou alidade, que se compõe de duas hastes móveis que giram num eixo e que são imobilizadas por um parafuso. A alidade destina-se à contagem dos furos em cada divisão efectuada. como por exemplo: efectuar 32 divisões 40/n = 40/32 = 1+ 8/32 = 1 + 4/16(Furos fiadas a usar para o denominador).
O parafuso sem fim é de uma entrada e a roda helicoidal tem 40 ou 60 dentes, pelo que uma volta completa do parafuso corresponde a 1/40 ou 1/60 de volta da roda helicoidal e da peça.
Cada aparelho divisor vem geralmente dotado com três discos divisores. O número de furos que compõem as circunferências formadas em cada disco é normalmente: Disco I – 15, 16, 17, 18, 19, 20; Disco II – 21, 23, 27, 29, 31, 33; Disco III – 37, 39, 41, 43, 47, 49.
Para utilização do cabeçote da divisão indirecta, primeiramente há que saber qual a constante do divisor. A constante considera-se como sendo o número de dentes que tem a roda helicoidal que é mandada pelo sem fim.
Supondo que se tem um aparelho cuja constante é 40 e o número de divisões a formar é submúltiplo de 40, o cálculo das voltas a dar à manivela é relativamente fácil.
Se n é o número de divisões a formar, uma vez que uma volta completa da manivela corresponde a um deslocamento de 1/40 da peça, para obter n divisões é necessário girar a manivela 40/n vezes e se n é submúltiplo de 40, a manivela girará um número inteiro de voltas, como por exemplo. Se quisermos dividir uma peça em 10 divisões, quantas voltas à manivela teremos de dar? 40/n=40/10=4 voltas por divisão. Neste exemplo observa-se que depois de fazer girar a manivela 10x4=40 voltas, a peça efectuou uma volta completa.
Em casos muito mais frequentes de que n não seja um submúltiplo de 40 dever-se-ão efectuar também estes cálculos, considerando que voltas completas da manivela correspondem a fracções na rotação de peça.
Assim se a fracção 40/n é própria, em que n é maior que 40 (n>40), se encontra directamente a fracção de volta que deve efectuar a manivela, tendo como exemplo: n> 40; para efectuar 76 divisões, 40/n= 40/76
Dado que não se dispõe de um disco provido de uma circunferência de 76 furos, reduz-se a fracção até se obter um denominador correspondente a uma das fiadas de furos dos discos que possuímos.40 = 40/76=16/19
Pode-se usar o primeiro disco que tem uma circunferência com 19 furos, girando a manivela e fixando-a com a ponta percutora a intervalos de 16 furos de cada vez.
Se a fracção 40/n é imprópria, ou seja é menor que 40 (n <40), pode estar composta pela soma de um número inteiro que indica o número de voltas que deve efectuar a manivela, mais a fracção própria que indica a fracção de volta ou número de furos que se deve deslocar a manivela em cada fiada de furos, como exemplo: n<40, para efectuar 35 divisões, 40/n=40/35=1+5/35
Devia dar-se uma volta completa na manivela e mais 5/35 de volta.
Por não existir um disco com 35 furos é necessário reduzir a fracção à sua expressão mais simples e multiplicar depois o numerador e o denominador pelo mesmo número para que não se altere o valor da fracção e se consiga um denominador correspondente ao número de furos um disco de que dispomos.5/35 =1/7; 1/7 x 3/3=3/21, pelo que se obtém 40/n = 1+3/21 que corresponde a uma volta completa da manivela mais um intervalo de três furos na circunferência de 21.
Montado no veio da manivela e assente no disco divisor encontra-se um dispositivo denominado por compasso ou alidade, que se compõe de duas hastes móveis que giram num eixo e que são imobilizadas por um parafuso. A alidade destina-se à contagem dos furos em cada divisão efectuada. como por exemplo: efectuar 32 divisões 40/n = 40/32 = 1+ 8/32 = 1 + 4/16(Furos fiadas a usar para o denominador).
IMAGEM52
Neste caso dá-se às hastes uma abertura correspondente a 5 intervalos na circunferência de 16 furos. O furo onde se encontra a ponta percutora não é considerado na contagem dos intervalos.
Põe-se a haste posterior P encostada à ponta percutora, gira-se a manivela uma volta e uma fracção de volta até que a ponta percutora entre no furo antes da haste A. Volta-se a fazer deslizar as hastes até que a posterior P encoste de novo à ponta percutora.
Capítulo08
O que são fresas?
Põe-se a haste posterior P encostada à ponta percutora, gira-se a manivela uma volta e uma fracção de volta até que a ponta percutora entre no furo antes da haste A. Volta-se a fazer deslizar as hastes até que a posterior P encoste de novo à ponta percutora.
Capítulo08
O que são fresas?
IMAGEM53
As fresas são ferramentas que cortam através do gume dos seus dentes quando animados de movimento de rotação. É uma ferramenta característica da fresadora, embora possam utilizar-se em outras máquinas ferramentas para realizar algumas operações de fresagem. No que respeita à forma de actuação podem distinguir-se dois tipos de grupos de fresas.
IMAGEM54
Fresas que actuam com um corte periférico denominadas fresas cilíndricas, de dentes rectos ou helicoidais.
IMAGEM55
Dum modo geral, são consideradas cinco características que permitem classificar correctamente os uma fresa: 1º - O tipo de dentes; 2º - A disposição dos dentes no corpo da fresa; 3º - A disposição das geratrizes de corte; 4º - O tipo de fixação; 5º - Tipo de trabalho que realizam.
As fresas circulares possuem 3 cortes, distribuídos pela periferia e pelas faces laterais como a IMAGEM55. No corpo, cilíndrico, os dentes encontram-se dispostos sob a forma de entalhes com arestas vivas, em toda a periferia, apresentando cada um deles uma face de ataque ou de corte que se prolonga lateralmente como a IMAGEM55.
As fresas circulares possuem 3 cortes, distribuídos pela periferia e pelas faces laterais como a IMAGEM55. No corpo, cilíndrico, os dentes encontram-se dispostos sob a forma de entalhes com arestas vivas, em toda a periferia, apresentando cada um deles uma face de ataque ou de corte que se prolonga lateralmente como a IMAGEM55.
IMAGEM56
A posição de cada dente na periferia pode ser coincidente com a geratriz como a IMAGEM54, ou inclinada como a IMAGEM58.
IMAGEM57
As faces laterais de corte podem ter a direcção do centro, isto é, são talhadas segundo uma direcção radial como a IMAGEM56, ou apresentam um ângulo (ângulo de saída), relativamente a essa direcção como a IMAGEM57.
IMAGEM58
Se a posição dos dentes, for coincidente com a geratriz e existir paralelismo entre duas arestas de corte consecutivas como a IMAGEM53, a fresa circular designa-se por: Fresa circular de 3 cortes e dentes direitos.
IMAGEM59
Se a posição dos dentes for inclinada relativamente à geratriz, com o paralelismo das arestas de corte, talhadas na periferia, verificado de dois em dois dentes e os cortes laterais alternados como a IMAGEM59, a fresa circular designa-se por, fresa circular de 3 cortes e dentes alternados ou fresa circular de corte alternado.
IMAGEM60
As fresas circulares produzem um trabalho de face, de perfil como a IMAGEM60, ou os dois em simultâneo como a IMAGEM61.
IMAGEM61
Possuem furos normalizados, para fixação em árvores longas ou curtas e o tipo de arrastamento é longitudinal, tendo a atenção que pelo que se entende-se por arrastamento, o modo como alguns tipos de fresas se tornam solidárias com a árvore onde são fixadas e apertadas.A sua finalidade é evitar a paragem forçada durante a operação, devido aos esforços de corte e atrito a que são sujeitas.
IMAGEM62
IMAGEM63
Normalmente, o arrastamento é realizado através da ligação por cavalete entre os escateis das árvores e os escateis localizados nos furos ou faces das fresas.O modo como os escateis se dispõem nos furos ou faces laterais das fresas, define o tipo de arrastamento em que a IMAGEM64 mostra o arrastamento longitudinal e a IMAGEM65 mostra o arrastamento frontal.
IMAGEM64
IMAGEM65
As vantagens e desvantagens das fresas circulares: Fresa circular de dentes direitos (fácil afiamento; tendência para trepidar; difícil desobstrução de aparas; profundidade de corte pouco profundas); Fresa circular de dentes alternados (excelente desobstrução de aparas, grandes profundidades de corte, grande rendimento, difícil afiamento).
Fresas cilíndricas de 2 cortes com encabadouros cilíndricos e cónicos, seja as fresas cilíndricas de 2 cortes ou fresas frontais, como o seu próprio nome indica, possuem dentes talhados na preferia e num dos topos.
IMAGEM66
No corpo cilíndrico, os dentes encontram-se dispostos normalmente sob a forma de entalhes em hélice, ou entalhes rectilíneos. As fresas frontais são dotadas de encabadouros cilíndricos ou cónicos para pequenos e médios diâmetros como a IMAGEM66, e furos com caixa e escateis para médios e grandes diâmetros como a IMAGEM67.
IMAGEM67
O número de dentes talhados na periferia, a direcção e passo da hélice, e o comprimento útil de corte definem o tipo de trabalho que se destinam a produzir.
Como características comerciais, deve ter-se em conta o diâmetro nominal da fresa (D), o seu comprimento total (L), o comprimento útil de corte (l), e o diâmetro (d) do encabadouro, ou o número do Cone Morse (CM) se o encabadouro for cónico, para além do número de dentes como se pode ver na IMAGEM68 e IMAGEM69.
Como características comerciais, deve ter-se em conta o diâmetro nominal da fresa (D), o seu comprimento total (L), o comprimento útil de corte (l), e o diâmetro (d) do encabadouro, ou o número do Cone Morse (CM) se o encabadouro for cónico, para além do número de dentes como se pode ver na IMAGEM68 e IMAGEM69.
IMAGEM68
IMAGEM69
As fresas frontais produzem um trabalho de face, de perfil ou os dois em simultâneo como se vê na IMAGEM70.
IMAGEM70
Fresas cilíndricas de dois cortes e duas navalhas, estas fresas destinam-se normalmente à realização de ranhuras e escateis em veios como se vê na IMAGEM71.
IMAGEM71
São fabricadas até 40 mm de diâmetro e como as anteriormente descritas, são dotadas de encabadouros cónicos ou cilíndricos como se vê na IMAGEM72 e imagem73.
IMAGEM72
IMAGEM73
Fresas duplas de duas navalhas, são fresas com as características das anteriores, destinadas a produzirem o mesmo trabalho e fabricadas até ao diâmetro de 10 mm como se vê na IMAGEM74.
IMAGEM74
No corpo cilíndrico, são talhadas as navalhas nos dois topos, destinando-se a zona central (sempre de diâmetro superior ao diâmetro nominal da fresa) ao aperto.
O interesse destas fresas reside no factor económico, uma vez que, dadas as suas pequenas dimensões se deterioram com facilidade. Com as duas zonas cortantes executadas num mesmo corpo, o seu custo é menor e as possibilidades de rápida substituição em caso de fractura ou desgaste, durante uma operação de corte, é maior.
Para a fixação das fresas a fresa deve trabalhar sem sacões, pois de contrário sofrem desgaste rapidamente as navalhas ou dentes mais salientes, tornando-se por esse motivo o seu tempo de duração mais curto. Além disso, quando uma fresa gira excentricamente, quando não gira bem desempenada, como é vulgar dizer-se correntemente nas oficinas, cada navalha trabalha a uma profundidade diferente, de forma que se produzem ondulações na superfície da peça em que se está maquinando. A fixação da fresa é uma operação a que se deve dedicar o maior cuidado.
Para a fixação das peças as peças a trabalhar devem ser fixadas duma forma firme e segura. Quando, durante a maquinagem, se desapertam, a consequência pode ser a da peça ir para a sucata ou que a fresa se quebre.
As peças soltas fixam-se na prensa de apertos da máquina ou na mesa da máquina por meio de chapas e parafusos de aperto.
Quando se trata da maquinagem de muitas peças iguais emprega-se para isso dispositivos de montagem especiais. Estes dispositivos têm a vantagem de dispensarem a centragem, o nivelamento e ajuste duma peça de cada vez. A fim de economizar tempo, executam-se muitas vezes dispositivos deste tipo mas duplos, porque enquanto a fresa trabalha numa peça, procede-se à montagem duma outra peça no segundo dispositivo. Denomina-se este processo de trabalho “fresagem pendular”.
Peças que têm de ser dotadas de superfícies fresadas uniformemente distribuídas, como por exemplo, sextavados, rodas dentadas, etc., fixam-se recorrendo ao cabeçote divisor.
Capítulo10
As força e alguns cálculos aplicados nas fresas.
O interesse destas fresas reside no factor económico, uma vez que, dadas as suas pequenas dimensões se deterioram com facilidade. Com as duas zonas cortantes executadas num mesmo corpo, o seu custo é menor e as possibilidades de rápida substituição em caso de fractura ou desgaste, durante uma operação de corte, é maior.
Para a fixação das fresas a fresa deve trabalhar sem sacões, pois de contrário sofrem desgaste rapidamente as navalhas ou dentes mais salientes, tornando-se por esse motivo o seu tempo de duração mais curto. Além disso, quando uma fresa gira excentricamente, quando não gira bem desempenada, como é vulgar dizer-se correntemente nas oficinas, cada navalha trabalha a uma profundidade diferente, de forma que se produzem ondulações na superfície da peça em que se está maquinando. A fixação da fresa é uma operação a que se deve dedicar o maior cuidado.
Para a fixação das peças as peças a trabalhar devem ser fixadas duma forma firme e segura. Quando, durante a maquinagem, se desapertam, a consequência pode ser a da peça ir para a sucata ou que a fresa se quebre.
As peças soltas fixam-se na prensa de apertos da máquina ou na mesa da máquina por meio de chapas e parafusos de aperto.
Quando se trata da maquinagem de muitas peças iguais emprega-se para isso dispositivos de montagem especiais. Estes dispositivos têm a vantagem de dispensarem a centragem, o nivelamento e ajuste duma peça de cada vez. A fim de economizar tempo, executam-se muitas vezes dispositivos deste tipo mas duplos, porque enquanto a fresa trabalha numa peça, procede-se à montagem duma outra peça no segundo dispositivo. Denomina-se este processo de trabalho “fresagem pendular”.
Peças que têm de ser dotadas de superfícies fresadas uniformemente distribuídas, como por exemplo, sextavados, rodas dentadas, etc., fixam-se recorrendo ao cabeçote divisor.
Capítulo10
As força e alguns cálculos aplicados nas fresas.
IMAGEM75
As componentes de F são identificadas por índices: c-para a direcção principal de corte; f-para a direcção de avanço; p-para a direcção passiva (perpendicular ao plano de trabalho Pf).
A Força de Corte Fc tem o mesmo sentido e direcção da velocidade de corte vc. Ela é responsável pela maior parte da potência de corte. A Força de avanço Ff tem o mesmo sentido e direcção da velocidade de avanço vf. Ela é a maior responsável pela deflexão da ferramenta.
A Força passiva Fp é a componente de F perpendicular ao plano de trabalho Pf (onde se localizam Fc e Ff). Caso a ferramenta tenha gumes rectos (kr = 90o, ls = 0o) a Fp será muito pequena em relação à Fc e Ff.
A potência de corte Pc é a potência entregue ao gume da ferramenta e consumida na remoção de aparas.
A potência de accionamento Pa é a potência fornecida pelo motor à máquina ferramenta. Ela difere da potência de corte pelas perdas que ocorrem por atrito nos mancais, engrenagens, sistemas de avanço, etc.. O rendimento η da máquina ferramenta é definido pela razão entre Pc e Pa:
A Força de Corte Fc tem o mesmo sentido e direcção da velocidade de corte vc. Ela é responsável pela maior parte da potência de corte. A Força de avanço Ff tem o mesmo sentido e direcção da velocidade de avanço vf. Ela é a maior responsável pela deflexão da ferramenta.
A Força passiva Fp é a componente de F perpendicular ao plano de trabalho Pf (onde se localizam Fc e Ff). Caso a ferramenta tenha gumes rectos (kr = 90o, ls = 0o) a Fp será muito pequena em relação à Fc e Ff.
A potência de corte Pc é a potência entregue ao gume da ferramenta e consumida na remoção de aparas.
A potência de accionamento Pa é a potência fornecida pelo motor à máquina ferramenta. Ela difere da potência de corte pelas perdas que ocorrem por atrito nos mancais, engrenagens, sistemas de avanço, etc.. O rendimento η da máquina ferramenta é definido pela razão entre Pc e Pa:
IMAGEM76
Em virtude da diversidade de estratégias de fresagem, da variação da espessura da apara e das diversas geometrias de ferramentas disponíveis, é muito mais difícil obter a equação da força de corte na fresagem que no torneamento. Veja-se assim a equação da Força de Corte para uma fresa de geometria simples.
Entende-se a Força de Corte como uma pressão aplicada sobre uma área.
Entende-se a Força de Corte como uma pressão aplicada sobre uma área.
IMAGEM77
Para as equações da IMAGEM77 a designação dos parâmetros é a seguinte: Fc-força de corte (N); kc-pressão específica de corte (N/mm2); A-secção de fresagem (mm2); b-comprimento do gume activo (mm); h-espessura da apara (mm). KIENZLE propõe uma fórmula semelhante. A constante Kc1.1 e o expoente (1–mc) são determinados experimentalmente e tabelados como se vê na IMAGEM78:
IMAGEM78
Kc1.1 é pressão específica de corte (N/mm2) para uma apara de secção 1mm x 1mm; (1–mc): expoente de Kienzle; com a equação (5) podemos calcular a Fc para torneamento. Na fresagem temos as seguintes complicações: Espessura da apara variável (cálculo de h); Diferença entre a fresagem frontal e cilíndrica (cálculo de fs); Ferramenta multicortante (vários dentes, cálculo de Zc); Variedade de geometrias de ferramenta e de gume (cálculo de b).
O cálculo de (h), para levar em conta a variação da espessura da apara, usa-se a sua espessura média.
O cálculo de (h), para levar em conta a variação da espessura da apara, usa-se a sua espessura média.
IMAGEM79
Os parâmetros da equação da IMAGEM79 são: hm-espessura média da apara (mm); fz: avanço por dente (mm/dente); ae-penetração de trabalho (mm); fs-ângulo de contacto da ferramenta na peça (graus); D-diâmetro da fresa (mm); kr-ângulo de direcção do gume principal (graus).
Para o cálculo de(fs) na fresagem frontal ou de topo, pode-se ver através da IMAGEM80.
Para o cálculo de(fs) na fresagem frontal ou de topo, pode-se ver através da IMAGEM80.
IMAGEM80
Para o cálculo de(fs) na fresagem cilíndrica, pode-se ver através da IMAGEM81.
IMAGEM81
Para o cálculo de (Zc) a força de corte depende do número de dentes em contacto com a peça. Se Zc não for um número inteiro, significa que, enquanto a fresa gira, o número de dentes em contacto oscila entre dois valores inteiros. Assim a força de corte também oscila, e usa-se então o maior dos dois valores, podendo ver a equação na IMAGEM82 em que Zc é o número de dentes em contacto com a peça [dentes]; e Z é número (total) de dentes da fresa [dentes].
IMAGEM82
Para o cálculo de (b) a Força de Corte é directamente proporcional ao comprimento do gume activo. Ocorre que a variedade de geometrias de ferramenta dificulta o cálculo de b. Como simplificação, demonstra-se a solução para uma ferramenta de gumes (ou dentes) rectos, podendo ver a equação da IMAGEM32, aonde: b-comprimento do gume activo (mm); ls-ângulo de inclinação do gume principal (graus); ap-profundidade de corte (mm).
IMAGEM83
A equação da Força de Corte na fresagem é, então, modificada a partir da equação do torneamento, para levar em conta as particularidades do processo como se vê na IMAGEM84.
IMAGEM84
Assim reunindo as equações apresentadas chega-se ao resultado que vê na IMAGEM85:
IMAGEM85
Capítulo11
Abaixo decreve-se os tipo de aparas:
O Mecanismo de Formação para a apara Contínua, é que a apara é formada continuamente, devido à ductilidade do material e à alta velocidade de corte. O acabamento Superficial pra a apara Continua é como a força de corte varia muito pouco devido à contínua formação da apara, a qualidade superficial é muita boa.
Mecanismo de Formação para Apara Cisalhada é que o material fissura no ponto mais solicitado. Ocorre ruptura parcial ou total da apara. A soldagem dos diversos pedaços (de apara) é devida à alta pressão e temperatura desenvolvida na região. O que difere uma apara cisalhada de uma contínua (aparentemente) é que somente o primeiro apresenta um serrilhado nas bordas.
Acabamento Superficial para a Apara Cisalhada é a qualidade superficial é inferior à obtida com apara contínua, devido à variação da força de corte. Esta força cresce com a formação da apara e diminui bruscamente com a sua ruptura, criando fortes vibrações que resultam numa superfície com ondulações.
Mecanismo de Formação para a Apara Arrancada é que esta apara é produzida na fresagem de materiais frágeis como o ferro fundido. A apara rompe em pequenos segmentos devido à presença de grafita, produzindo uma descontinuidade na micro-estrutura.
Acabamento Superficial para Apara Arrancada é que devido à descontinuidade na micro-estrutura produzida pela grafita, a apara rompe em forma de concha criando uma superfície com qualidade superficial inferior.
Abaixo decreve-se os tipo de aparas:
O Mecanismo de Formação para a apara Contínua, é que a apara é formada continuamente, devido à ductilidade do material e à alta velocidade de corte. O acabamento Superficial pra a apara Continua é como a força de corte varia muito pouco devido à contínua formação da apara, a qualidade superficial é muita boa.
Mecanismo de Formação para Apara Cisalhada é que o material fissura no ponto mais solicitado. Ocorre ruptura parcial ou total da apara. A soldagem dos diversos pedaços (de apara) é devida à alta pressão e temperatura desenvolvida na região. O que difere uma apara cisalhada de uma contínua (aparentemente) é que somente o primeiro apresenta um serrilhado nas bordas.
Acabamento Superficial para a Apara Cisalhada é a qualidade superficial é inferior à obtida com apara contínua, devido à variação da força de corte. Esta força cresce com a formação da apara e diminui bruscamente com a sua ruptura, criando fortes vibrações que resultam numa superfície com ondulações.
Mecanismo de Formação para a Apara Arrancada é que esta apara é produzida na fresagem de materiais frágeis como o ferro fundido. A apara rompe em pequenos segmentos devido à presença de grafita, produzindo uma descontinuidade na micro-estrutura.
Acabamento Superficial para Apara Arrancada é que devido à descontinuidade na micro-estrutura produzida pela grafita, a apara rompe em forma de concha criando uma superfície com qualidade superficial inferior.
IMAGEM86
As Aparas Indesejáveis (aparas longas): Oferecem risco ao operador; Obstruem o local de trabalho; Podem danificar tanto a ferramenta como prejudicar o acabamento superficial da peça; Dificultam o manuseio e a armazenagem; Causam aumento da força de corte e da temperatura com consequente redução de vida da ferramenta.
As Aparas Boas: Ocupam pouco volume; Não obstruem o local de trabalho; São removidas facilmente.
Os factores que influenciam a formação de aparas são:
As Aparas Boas: Ocupam pouco volume; Não obstruem o local de trabalho; São removidas facilmente.
Os factores que influenciam a formação de aparas são:
IMAGEM87
Podendo ver na IMAGEM87 o quebra-apara apresentado na superfície de saída, em que o quebra-apara (alteração na face da ferramenta) é usado principalmente para reduzir o tamanho de aparas longas, com o objectivo de evitar o "enrolamento" da apara na ferramenta e diminuir o tempo de contacto da apara com a ferramenta e desta maneira reduzir a transferência de calor.
IMAGEM88
O Fluído de Corte, o uso do fluido de corte na fresagem de um molde de sopro como se vê na IMAGEM88.
A forma da apara é alterada pelo uso de fluído de corte devido aos seguintes factores: Diminuição da resistência ao escoamento causada pelo atrito; Deflexão da apara causada pela injecção de fluido; Encruamento da apara devido à acção do fluido de corte.
A forma da apara é alterada pelo uso de fluído de corte devido aos seguintes factores: Diminuição da resistência ao escoamento causada pelo atrito; Deflexão da apara causada pela injecção de fluido; Encruamento da apara devido à acção do fluido de corte.
IMAGEM89
Gráfico (ap)(f) da IMAGEM89 representa as condições de corte, aonde um grande avanço (f) produz alta concentração de material na zona de cisalhamento, porque aumentando a “resistência” ao corte, criam-se flutuações na força de corte, produzindo-se consequentemente aparas cisalhadas
IMAGEM90
A geometria da ferramenta e ângulo de saída, podendo ser visto na IMAGEM90.
IMAGEM91
Usando um ângulo de saída de 5° em A da IMAGEM91, obtemos um processo pouco contínuo devido à alta flutuação da força de corte. Tal flutuação é gerada pela fragmentação da apara causada pelo alto valor da componente da força total que “passa” pelo plano de cisalhamento, sendo o material utilizado o aço inoxidável.
Em B da IMAGEM91 o ângulo de saída toma um valor de 15°, resultando num processo mais contínuo. Isto ocorre devido à redução na flutuação da força total causada pela diminuição da sua componente que passa pelo plano de cisalhamento, sendo o material utilizado o aço inoxidável.
IMAGEM92
Abaixo será usado o material HSTR onde os ângulos são de: C=5°, D=10° e E=15°, da respetiva IMAGEM92.
IMAGEM93
O Raio de Quina da IMAGEM93, a quina arredondada provoca dobramento (deformação) transversal e longitudinal da apara.
A tabela abaixo mostra algumas velocidades de corte na fresagem.
| Ferramentas | Fresas de Aço Rápido | Fresas de Carbonetos de Metal | ||
| Material a Trabalhar | Velocidade em m/min | Avanço por dente mm | Velocidade em m/min | Avanço por dente mm |
| Aço macio | Desbaste 18 | 0.08 a 0.1 | Desbaste 100 | 0.08 a 0.1 |
| até 45 kg/mm² | Acabamento 24 | Acabamento 120 | ||
| Aço ½ duro | Desbaste 16 | 0.06 a 0.08 | Desbaste 80 | 0.06 a 0.08 |
| 45 a 75 kg/mm² | Acabamento 18 | Acabamento 100 | ||
| Aço duro | Desbaste 14 | 0.04 a 0.06 | Desbaste 50 | 0.04 a 0.06 |
| 75 a 125 kg/mm² | Acabamento 16 | Acabamento 60 | ||
| Aço vazado | Desbaste 10 | 0.04 a 0.05 | Desbaste 40 | 0.03 a 0.04 |
| Acabamento 12 | Acabamento 50 | |||
| Ferro fundido até 200 Brinel | Desbaste 14 | 0.06 a 0.1 | Desbaste 50 | 0.1 a 0.15 |
| Acabamento 15 | Acabamento 60 | |||
| Ligas de Alumínio | Desbaste 50 | 0.2 a 0.25 | Desbaste 60 | 0.15 a 0.2 |
| Acabamento 70 | Acabamento 80 | |||
| Bronzes vulgares | Desbaste 35 | 0.15 a 0.2 | Desbaste 80 | 0.2 a 0.25 |
| Acabamento 45 | Acabamento 100 | |||
A equação da Velocidade de Corte é [Vc=(pxDxN)/1000], a equação do Número de Rotações é [N=(Vcx1000)/(pxD)] e a equação do Avanço é [A=a.z.n]; Aonde a=Avanço por dente; D=Diâmetro da fresa; z=nº de dentes; N=nº de rotações; A=Avanço.
1 comentário:
Great bro! Thanks
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