Máquinas-ferramenta CNC: tipos, materiais e dicas de seleção

máquina-ferramenta CNC
Jack Mentira Especialista em usinagem CNC

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As máquinas CNC são peças de máquinas muito adaptáveis. Grande parte dessa versatilidade pode ser atribuída à grande variedade de ferramentas de corte que podem ser usadas com essas máquinas. Existe uma fresa para cada operação, desde fresas de topo até fresas de rosca, o que permite que uma máquina CNC realize uma ampla gama de cortes e incisões em uma peça.

Antes de entrar em contrato com qualquer oficina de usinagem CNC, você deve concluir a etapa necessária para entender as tarefas executadas por essas ferramentas. Este artigo abordará onze tipos diferentes de fresas, os diferentes tipos de materiais usados para fazer fresas e algumas dicas úteis a serem lembradas ao selecionar as fresas.

Fundamentos da ferramenta de corte

Uma máquina CNC cortando uma peça de trabalho

Sempre que precisar remover material de um bloco de qualquer tipo, você precisará de uma ferramenta de corte. A ferramenta de corte é montada no eixo de uma máquina controlada numericamente por computador, que então se move na direção especificada em resposta às instruções do computador.

O material é removido do substrato por deformação por cisalhamento pela ferramenta de corte. Isso é feito pela ferramenta afiada girando em alta velocidade, desbastando a peça de trabalho e enviando os cavacos voando na direção oposta. Apenas um ponto de contato é feito por certas ferramentas, enquanto outras, como fresas de topo, criam muitos contatos com a peça de trabalho.

Várias ranhuras helicoidais, ou “caneluras”, correm longitudinalmente na parte externa da maioria das ferramentas de corte usadas em máquinas CNC. Você pode imaginar as flautas como as cavidades da lâmina e os dentes como picos. À medida que são expelidos, os cavacos removidos da peça de trabalho seguem o caminho dos canais.

O número ideal de canais de uma ferramenta de corte deve ser adaptado ao material da peça de trabalho. Para materiais mais macios, uma ferramenta com menos canais é desejável, pois a largura do canal maior permite mais ejeção de cavacos. Mais canais significam corte mais rápido, o que é ótimo para materiais mais duros, mas os canais mais estreitos podem causar obstrução de cavacos.

A taxa de avanço e a taxa de velocidade do fuso, bem como o tipo de ferramenta de corte usada, terão um impacto no tamanho final do cavaco.

Tipos de fresas

Existe uma grande variedade de fresas, cada uma com seu próprio conjunto de características e aplicações. Assistir a este vídeo instrutivo irá familiarizá-lo com as ferramentas CNC:

Como foi apontado no vídeo que acompanha, algumas das fresas mais comuns incluem o seguinte:

1. Fresas de topo

Fresas

Devido à sua capacidade de cortar materiais na direção axial, as fresas de topo estão entre os tipos mais comuns de fresas. Eles são relativamente comparáveis às brocas em termos de funcionalidade. A máquina-ferramenta CNC vem em alguns sabores distintos. Diferenciam-se pelo número de flautas que possuem e pelos vários tipos de narizes que podem ter. Alguns podem até ter mais de oito flautas em sua coleção. Entre os muitos tipos de narizes estão:

  • Plano: A ferramenta universal para remover recursos 2D é a fresa de topo de face plana.
  • Ball Nose: A fresa de topo Ball Nose é útil para cortar formas complexas, como curvas e contornos 3D.
  • Bull Nose: Esta variação parece ter uma extremidade plana e bordas arredondadas, tornando-a ideal para desbaste e filetagem, bem como outras tarefas semelhantes.

2. Fresas de rosto

Fresas

Este tipo de fresa tem uma ampla gama de aplicações. Possui uma cabeça plana e as lâminas de corte são feitas de carboneto substituível. Como essas arestas de corte estão localizadas no lado da fresa, os usuários só podem cortar na direção horizontal e não na direção axial. As fresas de facear são as ferramentas preferidas dos maquinistas quando se trata de criar áreas planas em matérias-primas.

Uma das razões pelas quais elas continuam sendo um dos melhores tipos de fresas é que elas incluem pastilhas de corte que podem ser substituídas. Esse recurso permite que eles durem ainda mais e forneçam uma maior qualidade de trabalho por um longo período de tempo. A substituição das pastilhas é muito simples, pelo que não necessita de adquirir uma nova ferramenta.

3. Moinhos de placas

moinhos de placas

Os centros de usinagem atuais geralmente não utilizam esse tipo específico de fresa. Por não possuírem dentes laterais, os maquinistas os empregam para criar superfícies planas em vários materiais. Eles têm superfícies planas e são projetados para uso em aplicações pesadas em geral.

4. Cortadores de engrenagem envolvente

Cortadores de engrenagem envolvente

As fresadoras são um tipo especializado de fresadora que os maquinistas usam na produção de fresas de engrenagens. A máquina utilizada para criar a engrenagem será diferente com base no número de dentes desejados na engrenagem.

5. Corta-moscas

Fly Cutters

As fresas volantes são uma alternativa mais econômica às fresas de facear. Eles são compostos pelo corpo da ferramenta principal, que pode ter bits de ferramenta simples ou duplos conectados a ele a qualquer momento. Existem alguns outros nomes para o cortador de broca dupla, incluindo cortadores de ponta dupla e barras de fly. Os maquinistas fazem cortes profundos e rasos com eles no produto em que estão trabalhando.

6. Cortadores de esferas

Cortadores de bola

Os cortadores de esferas são fáceis de localizar devido à ponta de corte hemisférica localizada na extremidade do cortador. Esta ponta é usada para criar curvaturas de canto em lados perpendiculares.

7. Fresas de topo de desbaste

Fresas de topo de desbaste

Suponha que você precise remover um volume significativo de material do produto em um período de tempo relativamente curto. Nesse caso, as fresas de desbaste são a máquina-ferramenta CNC que você quase sempre deve recorrer. O mau acabamento da peça e a falta de precisão do cortador são os resultados obtidos em detrimento da velocidade. Por causa de suas dimensões diminutas, os fragmentos de metal picado que ele gera geralmente são fáceis de remover.

8. Moinhos Ocos

Moinhos ocos

Este moinho parece ter sido construído de cabeça para baixo por causa de seu design de tubo. Formas como pontos cheios e raios de forma podem ser usinadas com uma fresa oca por causa da aresta de corte da fresa, que está localizada na parte interna da ferramenta.

9. Cortadores de aspérula

cortadores de aspérula

Os cortadores Woodruff ou keyseat são usados por maquinistas para fazer slots de chave em componentes como eixos. Para fazer ranhuras perfeitas para chaves Woodruff, os cortadores contêm dentes que correm ortogonalmente ao diâmetro externo.

10. Alargadores

Alargadores

Os alargadores, que têm uma tolerância significativamente mais apertada do que outras ferramentas, são usados pelos mecânicos para aumentar furos pré-existentes na peça de trabalho para o acabamento e diâmetro necessários.

11. Cortadores laterais e frontais

Cortadores laterais e frontais

Esse tipo específico de cortador, como o nome sugere, possui dentes tanto na lateral quanto no perímetro de sua ferramenta de corte. Este cortador é usado por maquinistas para moldar ranhuras e ranhuras em vários materiais. Embora tenham desempenho semelhante ao das fresas de topo, o uso dessas ferramentas tornou-se menos comum devido aos avanços da tecnologia.

De que tipo de materiais são feitas as máquinas-ferramenta CNC?

Para cortar uma peça de trabalho sólida, a ferramenta de corte deve ser feita de um material rígido diferente do material da peça de trabalho. E como a usinagem CNC geralmente é usada para fabricar peças de materiais muito duros, isso leva à limitação do número de materiais de ferramentas de corte disponíveis.

Materiais comuns usados para ferramentas de corte

  • Aço carbono
    O aço carbono é uma liga de aço econômica que compõe 0,6-1,5% de carbono, juntamente com manganês e silício.
  • Aço de alta velocidade
    O aço rápido mais caro é mais duro e dúctil do que o aço carbono devido a uma mistura de molibdênio, cromo e tungstênio.
  • Carboneto
    Freqüentemente sinterizadas com outro metal, como o titânio, as ferramentas de metal duro são resistentes ao desgaste e ao calor, oferecendo um acabamento superficial incrível.
  • Cerâmica
    Usadas para ferro fundido, corte de superligas e outros materiais resistentes, as ferramentas de cerâmica são resistentes à corrosão e ao calor.

Revestimento para ferramentas de corte

A funcionalidade de uma ferramenta de corte depende de sua forma e material, mas também pode ser ajustada por revestimentos no material principal. Esses revestimentos podem tornar a ferramenta mais dura, prolongar sua vida útil ou permitir que ela corte em alta velocidade sem afetar a peça.

Revestimentos comuns disponíveis para ferramentas de corte incluem:

  • Nitreto de Titânio (TiN)
    O nitreto de titânio é um revestimento de uso geral com alta temperatura de oxidação, ajudando a aumentar a dureza das ferramentas de corte.
  • Carbo-Nitreto de Titânio (TiCN)
    O carbonitreto de titânio aumenta a lubricidade da superfície e a dureza das ferramentas de corte.
  • Nitreto de Titânio Ultra-Life (Al-TiN)
    Al-TiN aumenta a resistência ao calor das ferramentas de corte de metal duro, especialmente quando se usa refrigeração mínima.
  • Diamante
    O revestimento de diamante em uma ferramenta de corte demonstra alto desempenho para cortar materiais abrasivos.
  • Nitreto de Cromo (CrN)
    O nitreto de cromo aumenta a tolerância à corrosão e a dureza das ferramentas de corte.

Dicas a considerar antes de selecionar fresas

Quando você precisa usar a ferramenta em altas temperaturas ou quando precisa cortar materiais particularmente duros, selecionar o cortador apropriado para o seu trabalho pode ser uma tarefa desafiadora. Antes de selecionar a broca de fresamento apropriada, há algumas coisas a serem lembradas, incluindo o seguinte:

O material de que a ferramenta é feita

O aço rápido continua a ser uma das melhores opções disponíveis em vários tipos de ferramentas. Quando se trata de tenacidade e dureza, oferece as vantagens de ambos os mundos para o usuário. No entanto, o tipo de ferramenta que você escolher pode ser ditado pelos requisitos que você possui. Você poderia se sair melhor com o corte de cerâmica ou ceramidas cimentadas se precisar de uma ferramenta muito dura para o trabalho que durará apenas um período limitado de tempo.

Revestimento de ferramenta

É importante ficar atento ao tipo de revestimento da ferramenta que sua ferramenta de usinagem CNC possui. O uso de revestimentos como nitreto de titânio aumenta a vida útil da ferramenta, mas também aumenta seu custo. Além disso, existem revestimentos que reduzem a aderência da ferramenta, minimizando a necessidade de lubrificação no trabalho e diminuindo ainda mais o custo.

Número de Flautas

As brocas de fresagem têm ranhuras, ou estrias, que permitem o corte. A taxa de alimentação de uma broca de fresagem é definida pelo número de estrias que ela possui. No entanto, uma grande broca de fresagem com um grande número de canais implica em menos espaço para que as aparas de metal escapem da peça de trabalho.

A escolha certa para usinagem CNC - Runsom Precision

Embora este artigo discuta os diferentes tipos de cortadores disponíveis para máquinas CNC, ainda há muitos outros fatores a serem considerados antes de decidir qual é o certo para o seu trabalho. Uma escolha correta sempre será determinada pela seleção do material, a complexidade geométrica do seu projeto, a tolerância necessária e outros. Às vezes, uma ferramenta de corte é suficiente; outras vezes, pode ser necessário contar com duas ou mais ferramentas de corte para fazer sua peça.

Por favor Contate-Nos e falar sobre seu projeto, para que nossos especialistas possam ajudá-lo com uma seleção perfeita de ferramentas de corte, materiais exatos e o processo de fabricação adequado ideal para sua tarefa, ou você pode solicitar uma citação rápida gratuitamente on-line para começar com o seu Usinagem CNC projeto agora.

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