Fresamento de furos e cavidades/bolsões

1. Usinagem em rampa linear com dois eixos
2. Usinagem em rampa circular
3. Alargamento de um furo
4. Fresamento externo circular ou usinagem em rampa
5. Fresamento em mergulho
6. Fresamento pica-pau
7. Métodos de fatiamento
8. Ângulos ou bolsões fechados

Fresamento de furos: criação de aberturas

• Criação de aberturas em uma superfície sólida
• Alargamento de um furo ou cavidade
• Abertura/alargamento de uma cavidade ou bolsão

Criação de aberturas em uma superfície sólida

Usinagem em rampa linear

Fresamento pica-pau

Abertura de um canal

Quando realizar o fresamento de um furo, a usinagem em rampa linear (2 eixos simultaneamente), o fresamento pica-pau é sempre recomendado.

O fresamento pica-pau é um método de fresamento de furo alternativo, porém, geralmente, ele produz cavacos longos e gera forças de corte indesejadas sobre a fresa.

Abertura de um furo ou cavidade

Furação

Usinagem em rampa circular

Usinagem em rampa de uma cavidade

A furação é o método mais tradicional e mais rápido de produzir um furo, mas a quebra de cavacos pode ser um desafio em alguns materiais. Além disso, este não é um método flexível para produzir diferentes diâmetros e formas não redondas.

A usinagem em rampa circular (3 eixos simultaneamente) é um método menos produtivo que a furação, mas pode ser uma boa alternativa nos seguintes casos:

• Furos com diâmetros grandes quando a máquina tem potência limitada
• Produção em séries pequenas. Como regra geral para diâmetros acima de 25 mm: O fresamento tem custo otimizado para séries com aprox. 500 furos
• Quando é necessário usinar uma gama de tamanhos de furos
• Espaço limitado no magazine de ferramentas para armazenar brocas de diferentes tamanhos
• Produção de furos cegos quando é necessário um fundo plano
• Peças não rígidas, com paredes finas
• Cortes interrompidos

• Materiais difíceis de furar devido à quebra e escoamento de cavacos
• Não há fluido de corte disponível
• No fresamento de cavidades/bolsões (“furos não redondos”)

Escolha do método - exemplo

Abertura de uma cavidade/bolsão

Furação e fresamento circular	Furação e fresamento em mergulho	Usinagem em rampa circular
Vantagens + Alta taxa de remoção de materiais para furos não redondos + Primeira escolha para peças estruturais de titânio em fuselagem de aeronaves Desvantagens – Requer uma máquina estável – Escoamento de cavacos – máquina horizontal – É necessária a programação cuidadosa	Vantagens + Solucionador de problemas em aplicações com longos balanços + Programação simples adequada para máquinas mais antigas/com muitos fusos Desvantagens – Baixa taxa de remoção de material	Vantagens + Menos ferramentas (nenhuma broca é necessária) + Flexível (produz uma ampla gama de tamanhos) + Não é necessário o fluido de corte = bom para máquinas abertas + É apropriada para todas as configurações e conceitos de máquina Desvantagens – Menos produtivo para cavidades maiores
A escolha básica para bolsões	Solucionador de problemas Longos balanços	A escolha básica para cavidades em 3D

Alargamento de um furo ou cavidade

Mandrilamento

Usinagem em rampa circular

Fresamento circular

Alargamento de um furo

Geralmente, o mandrilamento é o método mais rápido pelas mesmas razões que a furação, mas o fresamento de furos é uma boa alternativa de vez em quando. É possível usar dois métodos de fresamento alternativos: usinagem em rampa circular (3 eixos) ou fresamento circular (2 eixos). A usinagem em rampa circular é recomendada quando o furo for mais profundo que o a_p máx. ou em aplicações sensíveis à vibração. Além disso, a circularidade/concentricidade do furo melhora durante a usinagem em rampa, especialmente com longos balanços. A circularidade irá melhorar se a peça for girada em vez de mover a fresa em um percurso circular tanto em operações de usinagem em rampa quanto de fresamento.

Alargamento de uma cavidade

O fresamento interno de cantos a 90° e o fresamento em mergulho requerem um furo inicial e devem ser comparados à usinagem em rampa diretamente em um bloco inteiriço.

• A usinagem em rampa (3 eixos) tem uma vantagem porque ele requer somente uma ferramenta e pode produzir formas 3D, tornando-a adequada para fresamento de perfis. Se aplicadas com técnicas de alto avanço (leve e rápido), as forças de corte serão direcionadas de maneira favorável minimizando os problemas de vibração
• O fresamento em mergulho, geralmente, resolve problemas com longos balanços e/ou cavidades profundas
• O fresamento de cantos a 90 graus internos requer mais programação que o fresamento em mergulho, mas é mais rápido

Fresamento de cantos a 90 graus

Fresamento em mergulho

Fresamento de restoque (sobremetal restante)

Quando o desbaste de uma cavidade estiver concluído, quase sempre, resta sobremetal especialmente nos cantos. O fresamento em mergulho com uma fresa pequena é um método para chegar mais próximo da forma acabada. O fatiamento (leve e rápido) é outra técnica usada com frequência no fresamento de cantos. O fresamento trocoidal é uma técnica de fatiamento que também é usada para fresamento de canais, bolsões etc.

Mergulho em cantos

Técnica de fatiamento – leve e rápido

Fatiamento em cantos

Trocoidal

Como abrir/alargar uma cavidade ou bolsão

Há duas estratégias claras:

1. Usinagem em rampa circular (3 eixos) – a_p pequeno

Use uma fresa com um ângulo de posição pequeno. Uma fresa com pastilha redonda é outra alternativa.

Esta técnica "leve e rápida" fornece uma excelente taxa de remoção de metal e é a primeira escolha para máquinas menos estáveis (de acordo com ISO 40) e quando a cavidade tiver uma forma perfilada, ou seja, moldes e matrizes.

Nota: Evite a usinagem total em um canto a 90°, pois o efeito de um ângulo de aproximação baixo será perdido, ou seja, a profundidade do corte aumentará consideravelmente.

Parâmetros de corte:

• Diâmetro máximo da fresa = 1,5 x raio do canto da peça
• Rampa circular até a profundidade – sentido anti-horário
• Entrada por rolagem no próximo corte
• Corte radial – a_e máx. = 70% DC
• Corte axial para fresa com pastilha redonda 25% iC
• Raio do percurso da ferramenta no canto = DC
• Reduza o avanço do canto

2. Fresamento circular (2 eixos) – a_p grande

Faça um furo e mude para uma fresa para cantos a 90° ou uma fresa de aresta longa. Uma área típica de aplicação é encontrada em estruturas do setor aeroespacial - usinagem de titânio.

Dicas de aplicação

Garanta o bom escoamento dos cavacos para evitar recortes de cavacos/entupimento:

• O fuso horizontal (ISO 50) é recomendado
• Refrigeração em alta pressão ou ar comprimido com refrigeração interna da ferramenta
• DC não deve ser superior a 75% do diâm. do furo Use um corte axial grande – a_e máximo = 2 x DC

O furo usinado deve ser inserido em um percurso circular:

• Controle o contato radial, a_e máximo = 30% de DC

Controle o contato radial para minimizar a vibração nos cantos e maximizar a produtividade:

• Use o maior raio possível nos cantos, programação de formação em espiral
• Use o maior DC possível e complete o resto do fresamento separadamente em no máximo 1,5 x o raio de canto

Raio do canto pequeno	Programa de formação em espiral