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No processo de fresagem das máquinas CNC, a sele??o entre a fresagem por escalada e a fresagem convencional é uma quest?o técnica importante que afecta grandemente a precis?o e a qualidade da superfície das pe?as.

Defini??o de Fresagem por escalonamento e Fresagem convencional

Com base na posi??o relativa da fresa e na dire??o de alimenta??o da pe?a de trabalho, o processo de fresagem divide-se em dois tipos: fresagem ascendente e fresagem convencional. A partir da dire??o de alimenta??o da pe?a de trabalho, quando a fresa se encontra no lado esquerdo da pe?a de trabalho, designa-se por fresagem ascendente. Quando a fresa se encontra no lado direito da pe?a de trabalho, designa-se por fresagem convencional ou fresagem descendente.

Fresagem de trepadeiras: No início, a espessura da apara é máxima e diminui à medida que o corte avan?a. Isto resulta numa deforma??o mínima da apara e numa for?a de corte dirigida para a pe?a de trabalho.

Fresagem convencional: No início, a espessura da apara é nula e aumenta até ao seu máximo no final do corte. Este processo inclui um efeito de polimento, com a for?a de corte a ter tendência para levantar a pe?a (tendo tendência para levantar a pe?a).

Análise dos processos de fresagem ascendente e descendente na maquinagem CNC

1. Características da fresagem trepadora

Vantagens da Fresagem por Escalonamento:

• A espessura da apara varia entre o máximo e o zero, evitando o deslizamento da ferramenta e prolongando a sua vida útil.
• Produz um melhor acabamento superficial.
• A for?a de fresagem vertical é sempre pressionada na dire??o da mesa de trabalho, aumentando a fiabilidade do posicionamento e da fixa??o da pe?a de trabalho.
• Menor consumo de energia durante a maquinagem.

Desvantagens da Fresagem em Escalada:

• N?o é adequado para fresar pe?as com superfícies duras.
• Se houver folga entre o parafuso de avan?o e a porca, o parafuso de avan?o pode vibrar durante a maquinagem.

2. Características da fresagem convencional

Desvantagens da fresagem convencional:

• A espessura da apara varia entre zero e o máximo, fazendo com que a ferramenta deslize sobre a superfície da pe?a de trabalho antes de cortar o metal. Isto gera uma elevada fric??o e calor, potencialmente formando uma camada endurecida, reduzindo a durabilidade da ferramenta e afectando a qualidade da superfície.
• A for?a de fresagem vertical ascendente tende a levantar e desestabilizar a pe?a de trabalho.
• Maior consumo de energia.

Vantagens da fresagem convencional:

• Adequado para fresar pe?as com superfícies duras.
• N?o há vibra??o no mecanismo de alimenta??o da mesa de trabalho, apesar da presen?a de folga.

3. Análise de tens?es em ferramentas de fresagem trepante e convencional

Na fresagem em subida, a for?a da pe?a sobre a ferramenta é tal que empurra a ferramenta na dire??o da pe?a. Na fresagem convencional, a for?a tende a levantar a ferramenta para longe da pe?a de trabalho.

Análise de sele??o da fresagem escalonada e da fresagem convencional na maquinagem CNC

Nas máquinas CNC com accionamentos por fuso de esferas, a folga pode ser completamente eliminada através da pré-carga. Em máquinas CNC equipadas com mecanismos de fresagem ascendente, a fresagem ascendente é preferida devido à sua elevada durabilidade da ferramenta, boa qualidade de superfície e baixo consumo de energia. No entanto, certas condi??es especiais de corte podem exigir uma fresagem convencional. Por conseguinte, deve ser efectuada uma análise de correla??o antes de selecionar os métodos de fresagem ascendente ou convencional.

Nas fresadoras convencionais, devido à folga lateral no conjunto do parafuso de avan?o e da porca, a fresagem convencional é normalmente utilizada para evitar a desloca??o da mesa de trabalho e garantir opera??es de fresagem suaves. No entanto, para ligas de Al-Mg que requerem baixas quantidades de corte e alta qualidade de superfície, pode ser utilizada a fresagem por escalada.

Escolha do método de fresagem na maquinagem em desbaste

A superfície exterior da pe?a em bruto é geralmente mais dura e mais frágil do que o material do núcleo, especialmente no caso de pe?as em bruto obtidas por corte por chama. Com velocidades elevadas da ferramenta (normalmente acima de 2000 r/min) em centros de maquinagem, a utiliza??o de fresagem convencional para maquinagem em desbaste pode fazer com que a aresta de corte saia subitamente da pe?a de trabalho, partindo as aparas abruptamente e transferindo as vibra??es resultantes para a aresta de corte. Isto pode facilmente causar lascamento ou quebra da aresta de corte frágil nos centros de maquina??o. Portanto, o fresamento escalonado é adequado para usinagem de desbaste em centros de usinagem. As ferramentas especializadas de maquina??o em desbaste para fresadoras convencionais s?o mais resistentes e funcionam a velocidades mais baixas, o que leva a uma separa??o mais lenta das aparas e à adequa??o à maquina??o em desbaste convencional.

Na maquinagem em desbaste, devido à grande profundidade e largura de corte, a velocidade relativa entre a pe?a e a ferramenta aumenta na fresagem convencional, uma vez que a dire??o de corte se op?e à dire??o de avan?o, aumentando a carga no fuso e nos motores de guia, causando um aumento da vibra??o. Quando esta carga atinge um determinado nível, pode acionar alarmes e paragens da máquina. Sob as mesmas condi??es, a fresagem convencional consome mais 10% a 20% de energia do que a fresagem ascendente. Assim, a fresagem ascendente é adequada para maquina??o em desbaste em centros de maquina??o, enquanto a fresagem convencional é adequada para maquina??o em desbaste em máquinas de fresagem convencionais.

Análise de caso de maquinagem CNC

Como mostra a figura abaixo, descreve um processo de maquina??o em que a pe?a em bruto é quadrada e a tarefa é maquinar o contorno sólido utilizando uma fresadora CNC. Com base na análise anterior, a fresagem ascendente é preferível na maquina??o CNC. Para esta pe?a, se a fresagem ascendente for utilizada, o percurso da ferramenta seria D → C → B → A. No entanto, na produ??o real, ocorre frequentemente uma "colis?o de ferramentas". As raz?es para este fenómeno foram analisadas.

1. Quando a ferramenta se desloca do ponto D para C e ao longo do arco, a ferramenta progride de D para C. Durante a maquinagem, o avan?o da ferramenta aumenta gradualmente de zero até que toda a periferia da ferramenta esteja engatada.

2. No caso em que toda a periferia da ferramenta está engatada, esta parte é uma fresagem escalonada, enquanto esta parte é uma fresagem convencional.

Para a parte da pe?a a cortar (representada por E), é efectuada uma fresagem convencional. Durante a fresagem convencional, com base na análise anterior, a ferramenta tende a aproximar-se da pe?a de trabalho. Da mesma forma, a parte da pe?a a cortar (representada por E) também tende a aproximar-se da ferramenta com base nas características da for?a e da for?a de rea??o.

3. Quando a ferramenta continua a maquinar e a pe?a E está prestes a ser cortada, uma vez que E n?o está apoiada e tende a aproximar-se da ferramenta, no momento em que E é cortada, E aproxima-se da ferramenta, provocando uma colis?o da ferramenta.

Com base na análise abrangente acima, este processo n?o deve dar prioridade à fresagem por escalada. Em vez disso, a fresagem convencional deve ser usada primeiro, deixando uma margem para maquina??o (A → B → C → D), seguida da fresagem ascendente (D → C → B → A) para garantir que n?o há desgaste da ferramenta durante a maquina??o e manter a qualidade da superfície.

Conclus?o

O corte de metais é um processo complexo que envolve intera??es intrincadas entre ferramentas de corte e materiais da pe?a de trabalho. Factores como par?metros de corte, materiais de ferramentas, ?ngulos geométricos, equipamentose os fluidos de corte influenciam o processo de corte.

Em processos específicos de maquina??o CNC, diferentes métodos de fresagem podem produzir resultados diferentes. Compreender as características da subida e da fresagem convencional é crucial para a maquina??o e programa??o CNC.