Ângulo de posição e espessura de cavacos em fresamento

O ângulo de posição (KAPR) é o ângulo entre a aresta de corte principal da pastilha e a superfície da peça. O ângulo de posição afeta a espessura dos cavacos, forças de corte e vida útil da ferramenta.

Os ângulos de posição mais comuns são 90 graus, 45 graus, 10 graus e os de pastilhas redondas.

Quando diminuir o ângulo de posição, a espessura dos cavacos, h_ex, diminui para uma determinada faixa de avanço, f_z. Esse efeito de afinamento dos cavacos distribui a quantidade de material sobre uma parte maior da aresta de corte.

Os ângulos de posição menores também propiciam uma entrada mais gradual no corte, reduzindo a pressão radial e protegendo a aresta de corte. Porém, as forças axiais mais altas aumentam a pressão sobre a peça.

Fresamento com ângulo de posição de 90 graus

A principal área da aplicação para uma fresa de 90 graus é o fresamento de cantos a 90 graus.

Uma fresa de 90 grau gera principalmente forças radiais, na direção do avanço. Isso significa que a superfície a ser usinada não será exposta à alta pressão axial, o que é vantajoso para fresamento de peças com estrutura fraca ou paredes finas e em casos de fixação instável.

Fresamento com ângulo de posição de 45 graus

Uma fresa de 45 graus é a opção de uso geral para faceamento. Ela gera forças de corte radiais e axiais bem equilibradas o quê exige menos potência da máquina.

Este tipo de fresa é especialmente adequado para fresamento em materiais com cavacos curtos que se dissipam com facilidade se as forças radiais excessivas agirem na quantidade de material gradualmente reduzida deixada no final de um corte.

A entrada suave em cortes limita a tendência à vibração quando realizar o fresamento com longos balanços ou acoplamentos e porta-ferramentas menores/mais fracos.

A formação de cavacos mais finos permite alta produtividade em muitas aplicações porque há a oportunidade de aumentar o avanço da mesa e manter a carga sobre a aresta de corte moderada.

Fresamento com ângulo de posição de 60 –75 graus

Esses tipos de fresas são para faceamento com finalidades especiais que oferecem uma profundidade de corte maiores se comparados às fresas de faceamento de escolha geral. As forças axiais são mais baixas se comparadas às fresas de facear de 45 graus e a resistência da aresta é melhor comparada a uma fresa de 90 graus.

Fresamento com ângulo de posição de 10 graus

Um ângulo de posição de 10 graus é usado em fresas de alto avanço e de fresamento em mergulho. Um cavaco fino é gerado para permitir avanços muito altos por dente, f_z, em profundidades pequenas e, consequentemente, para avanços extremos da mesa, v_f.

A força de corte axial dominante é direcionada para o fuso e o estabiliza. Isto é favorável para set-ups longos e fracos porque limita a tendência à vibração.

Este tipo de fresa é eficiente para usinagem de furos usando três eixos, fresamento em mergulho de cavidades ou quando for necessário usar uma fresa extensa.

Fresamento com pastilhas redondas ou fresas com um raio de canto maior

Uma fresa de pastilha redonda é para fresamento em geral e é eficiente para operações em desbaste.

O raio do canto fornece uma aresta de corte muito resistente, adequada para altas faixas de avanço da mesa porque cavacos mais finos são gerados ao longo da aresta de corte longa. O efeito de afinamento dos cavacos torna essas fresas adequadas para usinagem de titânio e ligas resistentes ao calor.

Dependendo das variações de profundidade de corte, a_p, o ângulo de posição muda de zero até 90 graus, alterar a direção da força de corte junto com o raio da aresta e, consequentemente, a pressão resultante durante a operação de fresamento.

Espessura máxima do cavaco no fresamento

A espessura máxima do cavaco é o parâmetro mais importante para alcançar um processo de fresamento produtivo e confiável. O corte eficiente ocorrerá somente quando o valor de h_ex corresponder corretamente à fresa em uso.

• Um cavaco fino com um valor h_ex muito baixo é a causa mais comum do desempenho ruim e resulta em baixa produtividade. Isso pode afetar negativamente a vida útil da ferramenta e a formação de cavacos
• Um valor h_ex muito alto sobrecarregará a aresta de corte e poderá causar a quebra

O afinamento do cavaco permite maior avanço

Devido ao efeito de afinamento dos cavacos, o avanço por dente pode ser aumentado nas três situações a seguir:

1. Usar arestas retas com ângulos de posição inferiores a 90°.
2. Usar pastilhas redondas ou pastilhas com raio grande, em profundidades de corte menores, a_p.
3. Fresamento periférico em um contato radial pequeno, a_e/D_e.

Cálculo da espessura de cavacos para pastilha com aresta reta

Com fresas a 90 graus, o avanço por dente é igual à espessura máxima dos cavacos (f_z=h_ex). Ao diminuir o ângulo de posição, aumente o avanço por dente para assegurar que a espessura dos cavacos seja mantida.

KAPR=90°

KAPR=45°

KAPR=10°

Exemplo:
Se o h_ex máximo = 0,1 mm e KAPR = 45°
Avanço recomendado, f_z = 1,4 x 0,1 = 0,14 mm/dente

Veja quanto você pode aumentar o avanço por dente na fresa de alto avanço com 10 graus. Isso é possível porque os cavacos gerados são seis vezes mais finos.

Cálculo da espessura dos cavacos para fresas com pastilhas com raio e redondas

A espessura do cavaco (h_ex) varia com pastilhas redondas e depende do ângulo de posição. Com baixas relações a_p/i C, o avanço pode ser consideravelmente aumentado para gerar cavacos com a espessura desejada.

O melhor desempenho é alcançado quando o ângulo de posição permanecer abaixo de 60 graus e com uma profundidade de corte que não exceda 25% x do diâmetro da pastilha. Para profundidades de corte maiores, é mais vantajoso usar uma pastilha quadrada de 45 graus.

As pastilhas redondas têm uma espessura máxima dos cavacos mais alta que as soluções com aresta reta, devido à forma mais resistente da pastilha e o comprimento de corte mais longo.

As pastilhas redondas são inigualáveis porque a espessura dos cavacos muda com base na profundidade de corte. Portanto, em profundidades de corte menores, você precisa aumentar o avanço para assegurar a espessura correta dos cavacos.

Cálculos de espessura dos cavacos para fresamento periférico

O valor h_ex varia de acordo com o diâmetro da fresa e contato de trabalho, a imersão radial de uma fresa, a_e/DC. Quando for inferior a 50%, a espessura máxima dos cavacos é reduzida em relação ao f_z.

O avanço pode ser aumentado pelo valor de modificação na tabela abaixo dependendo da relação, a_e/DC.

Exemplo:
DC 20 mm – a_e = 2 mm, a_e/DC = 10%
h_ex = 0,1 mm, f_z = 0,17 mm/dente