Fórmulas e definições de fresamento

O processo de fresamento - definições

Velocidade de corte,v_c​

Indica a velocidade de contato na qual a aresta usina a peça.

Velocidade de corte efetiva ou real, v_e

Indica a velocidade de contato no diâmetro efetivo (DC_ap). Este valor é necessário para determinar os dados de corte reais na profundidade do corte efetiva (a_p). Este é um valor particularmente importante ao usar as fresas de pastilha redonda, fresa Ball Nose e todas as fresas com raios de canto maiores, bem como fresas com um ângulo de posição menor que 90 graus.​

Velocidade do fuso, n

O número de rotações que a ferramenta de fresamento realiza por minuto no fuso. Este é um valor orientado à máquina, o qual é calculado a partir do valor de velocidade de corte recomendado para uma operação.

Avanço por dente, f_z

Um valor para o cálculo do avanço da mesa. O valor de avanço por dente é calculado a partir do valor da espessura máxima do cavaco recomendada.

Avanço por rotação, f_n

Valor auxiliar que indica a distância que a ferramenta se move durante uma rotação completa. Ele é usado especificamente para cálculos de avanço e costuma determinar a capacidade de acabamento de uma fresa.

Avanço por minuto, v_f

Também conhecido como avanço da mesa, avanço da máquina ou velocidade de avanço. É o avanço da ferramenta em relação à peça em distância por unidade de tempo em relação ao avanço por dente e ao número de dentes na fresa. O número de dentes da fresa disponível na ferramenta (z_n) varia consideravelmente e é usado para determinar o avanço da mesa, enquanto o número efetivo de dentes (z_c) é o número efetivo de dentes em corte. Avanço por rotação (f_n) em mm/rot (pol./rot) é um valor usado especificamente para calcular o avanço e, muitas vezes para determinar a capacidade de acabamento de uma fresa.

Espessura máxima do cavaco, h_ex

_{Este valor é o resultado da largura fresada e está relacionado ao (fz), (ae) e (kr).} A espessura de cavaco é uma consideração importante ao decidir o avanço por dente, a fim de assegurar que seja usado um avanço de mesa mais produtivo.

Espessura média do cavaco, h_m

Um valor útil na determinação da força de corte específica, usada para cálculos de potência líquida.​

Taxa de remoção de metal, Q  (cm³/min)

O volume de metal removido em mm cúbicos por minuto (pol³/minuto). Ele é definido usando os valores de profundidade de corte, largura e avanço.

Força de corte específica, k_ct

Uma constante do material que é um fator usado para cálculos de potência, expresso em N/mm2

Tempo de usinagem, T_c  (min)

Duração da usinagem (l_m) dividida pelo avanço da mesa (v_f).​

Potência líquida, P_c e eficiência, η_mt

Valores orientados à máquina-ferramenta, que auxiliam no cálculo da potência líquida para assegurar que a máquina possa lidar com a fresa e a operação.​

Técnicas de fresamento – definições

Fresamento em rampa linear

Um movimento reto simultâneo em direções de avanço axial e radial.

Fresamento circular

Um percurso da ferramenta circular em um nível z constante (interpolação circular).

Usinagem em rampa circular

Um percurso da ferramenta de usinagem em rampa circular (interpolação helicoidal).

Fresamento waterline

Fresamento em um nível z constante.

Fresamento a ponto

Um corte radial raso com pastilha redonda ou fresas de ponta esférica nas quais a zona de corte é movida para longe do centro da ferramenta.

Cristas

Uma configuração com cúspides que ocorre ao produzir superfícies esculpidas.

Fórmulas específicas para fresamento

Fórmulas para fresamento com uma aresta de corte reta

Fórmulas para fresas com pastilhas redondas

Fresas de topo Ball Nose

Usinagem em rampa circular interna (3 eixos) ou fresamento circular (2 eixos)

Versão calculada​ ​

Em uma peça sólida onde D_w = 0 e a_{e eff} = D_m/2​

Avanço por dente (mm)

Ao abrir um furo,

Fórmulas para usinagem em rampa circular externas (3 eixos) ou fresamento circular (2 eixos)​

Versão calculada​ ​

Definições de pastilha para fresamento

Geometria da pastilha

Um estudo mais detalhado da geometria da aresta revela dois importantes ângulos na pastilha:

• ângulo de saída (γ)

• Ângulo da aresta de corte (β)

A macro geometria foi desenvolvida para trabalho em condições leves, médias e pesadas.

• A geometria L (Leve) tem uma aresta mais positiva, porém mais fraca (γ maior, β menor)

• A geometria H (Pesada) tem uma aresta mais forte, porém menos positiva (γ pequeno, β maior)

A macro geometria afeta muitos parâmetros no processo de corte. Uma pastilha com um aresta forte pode trabalhar com cargas maiores, mas também gera forças de corte mais altas, consome mais potência e gera mais calor. Geometrias de material otimizado são designadas com a letra de classificação ISO. Por exemplo, geometrias para ferro fundido: KL, KM e KH.

Desenho de canto da pastilha

A parte mais importante da aresta para produção da superfície é a fase paralela b_s1 ou, quando aplicável, uma fase Wiper convexa b_s2 ou raio de canto, r_ε.

Raio de canto, r Fase paralela (b_s1)Fase Wiper (b_s2)

Definições da fresa

Ângulo de posição, (k_r) (graus)

O principal ângulo da aresta (k_r) da fresa é o fator dominante pois afeta a direção da força de corte e a espessura de cavaco.​

Diâmetro da fresa – D_c (mm)

O diâmetro da fresa (D_c) é medido no ponto (PK), onde a principal aresta encontra a fase paralela.

O diâmetro mais importante a ser considerado é o (D_cap) – o diâmetro de corte efetivo na profundidade do corte efetiva (a_p) – usado para o cálculo da velocidade de corte real. D₃ é o maior diâmetro da pastilha, para algumas fresas ele equivale a D_c.​

Profundidade de corte – a_p (mm)

A profundidade de corte (a_p) é a diferença entre a superfície usinada e não usinada na direção axial. a_p máximo é limitado principalmente pelo tamanho da pastilha e a potência da máquina.

Outro fator crítico em operações de desbaste é o torque e nas operações de acabamento, a vibração.​

Largura de corte, a_e (mm)

A largura radial da fresa (a_e) em contato no corte. Especialmente crítica no passo de furação em mergulho e para a vibração no fresamento de cantos, onde o a_e máximo é especialmente critico.

Imersão radial, a_e/D_c

Imersão radial (a_e / D_c) é a largura do corte em relação ao diâmetro da fresa.

Número de arestas de corte efetivas na ferramenta, z_c

Para a determinação do avanço da mesa (v_f) e da produtividade. Geralmente tem uma influência crítica no escoamento dos cavacos e na estabilidade operacional.

O número de arestas de corte total na ferramenta, z_n

Distância entre as arestas de corte efetivas, u

Para um diâmetro da fresa no fresamento, é possível escolher entre diferentes passos: largo (L), fino (M), extrafino (H). Um X incluso no código, descreve a versão da fresa que possui um passo um pouco mais estreito do que o desenho básico

Passo diferencial

Indica um espaço diferente entre os dentes em uma fresa. Esta é uma forma muito eficiente para minimizar as tendências à vibração.​