Tudo o que você precisa saber sobre uma fresadora
As fresadoras estão entre as ferramentas de usinagem industrial mais utilizadas. As fresadoras utilizam cortadores de alta velocidade para remover material de uma peça de trabalho. Para produção em grande volume, essas máquinas são muito eficientes.
Este artigo fornece informações detalhadas sobre a fresadora. Discutiremos seus componentes, tipos, operações e aplicações.
O que é uma fresadora
A história das fresadoras remonta a cerca de 300 anos. Começou como uma máquina com um cortador rotativo e uma taxa de avanço controlada. Com o tempo, evoluiu, e agora temos fresadoras avançadas. Essas máquinas são ferramentas industriais usadas para moldar uma peça de trabalho, removendo material progressivamente.
A peça de trabalho é mantida estacionária enquanto os cortadores cilíndricos giram durante a operação de corte. Devido à sua versatilidade, uma fresadora pode lidar com vários materiais, incluindo:
- Metais
- Plástico
- Materiais compósitos
- Madeira
Ao chamá-la de versátil, queremos dizer que ela pode realizar várias operações em diferentes materiais. Você pode modelar a peça de trabalho na forma desejada com as dimensões específicas. Produzir ranhuras, engrenagens, contornos e formas 3D complexas são operações comuns em uma fresadora. Usando um processo de corte controlado, você pode alcançar tolerâncias rigorosas. Vamos analisar seus principais componentes para entender melhor sua funcionalidade.
Componentes de uma fresadora
Uma fresadora é composta por vários componentes. Aqui está uma breve explicação de seus principais componentes:
Base
A base é a estrutura central de uma fresadora, sobre a qual toda a máquina é montada. É o componente mais pesado, que proporciona estabilidade durante a operação. A base geralmente é feita de ferro fundido de alta qualidade. Durante o processo de corte, muitas forças são geradas, que são absorvidas pela base.
Coluna
A coluna de uma fresadora é a parte fixada verticalmente à base. Ela é o suporte estrutural que mantém a máquina em pé. Componentes-chave, como o mandril e o braço superior, dependem da coluna para suporte. Em resumo, a coluna age como a espinha dorsal da fresadora.
Joelho
O joelho é a parte ajustável que suporta o assento e a mesa de trabalho. Você pode ajustar sua altura usando seu mecanismo de parafuso. Isso permite controlar a profundidade da lâmina. Durante o processo de corte, é crucial garantir um posicionamento preciso. O joelho ajustável auxilia nessa função.
Assento
O assento é montado no joelho com trilhos guias. Você pode mover a mesa de um lado para o outro (movimento transversal) usando o assento. Isso ajuda o cortador a alcançar diferentes áreas da peça de trabalho, movendo a mesa em direção ou afastando-a da coluna.
Mesa de trabalho
A mesa de trabalho segura a peça durante a operação. Ela possui ranhuras em T e grampos para fixar a peça de trabalho, evitando que ela se mova. Se a peça não estiver devidamente fixada, a máquina vibrará e o trabalho será de baixa qualidade. Você pode mover a mesa verticalmente, longitudinalmente e transversalmente.
Eixo principal
O eixo principal é a parte que monta e aciona a ferramenta de corte. É a parte funcional para corte, acionada por um motor. O eixo pode girar e serve como suporte para a ferramenta. Ele garante a precisão mantendo a rotação da ferramenta estável.
Braço superior
O braço superior se estende do topo da coluna. Ele suporta o eixo, mantendo-o estável. Durante o corte pesado, ajuda a manter a precisão. Em resumo, ele age como uma barra de suporte que mantém a ferramenta de corte reta, para que ela não desvie durante o corte.
Eixo
O eixo atua como suporte para a fresa. Durante o corte pesado, o braço superior o suporta e mantém a fresa estável. Você também pode montar várias fresas no eixo para operações como o fresamento em grupo.
Tipos de fresadoras
Como mencionado acima, hoje em dia temos fresadoras avançadas. As fresadoras possuem diferentes designs e variações para diferentes necessidades de usinagem. Nesta seção, explicamos alguns tipos bem conhecidos de fresadoras. A seguir estão os tipos de fresadoras baseados na orientação do eixo.
Fresadora vertical
Um dos tipos de fresadoras mais utilizados é a fresadora com eixo vertical. Ela permite que a ferramenta penetre mais profundamente na peça de trabalho, o que oferece uma vantagem adicional de uma função de perfuração precisa.
Principais características
- A orientação vertical permite produzir formas complexas.
- É ideal para fazer ranhuras, bolsos e perfis em peças de trabalho planas.
- Com uma fresadora vertical, você pode alcançar alta precisão.
Fresadora horizontal
Ao contrário das fresadoras verticais, a fresadora horizontal possui um eixo colocado horizontalmente. Isso permite que o cortador se mova ao longo do eixo X. Seus cortadores laterais a tornam ideal para cortes pesados. Você pode remover grandes quantidades de material da peça de trabalho de forma eficiente.
Principais características
- Ajuda no processo de desbaste, removendo grandes pedaços de material de uma só vez.
- Proporciona alta velocidade e precisão.
- Pode montar vários cortadores lado a lado no eixo.
Fresadora universal
Imagem de: kaast
Uma fresadora universal pode realizar tanto operações verticais quanto horizontais. É uma máquina versátil capaz de realizar operações complexas. Como o eixo pode se mover em ambas as direções, você pode aproveitar uma ampla gama de operações.
Principais características
- Permite cortes precisos em ângulos específicos.
- Pode realizar várias operações, como fresamento de face, fresamento de extremidade e fresamento periférico.
- Uma fresadora universal é uma ferramenta multifuncional que pode realizar várias operações em uma única configuração.
Fresadora de joelho
Uma fresadora de joelho tem uma orientação vertical com um joelho ajustável. Este joelho é ajustável e pode se mover para cima e para baixo no eixo X ao longo da coluna. Isso permite ajustar verticalmente a posição da mesa de trabalho. Uma fresadora de joelho é uma fresadora ajustável manualmente.
Principais características
- Devido à sua versatilidade, ele pode lidar com várias tarefas.
- Ele possui complexidade reduzida em comparação com fresadoras universais ou CNC.
- Pode ser usado para perfuração, alargamento, corte de ranhuras e perfilagem.
Fresadora CNC
Imagem de: Haas
Uma fresadora CNC é uma fresadora controlada por computador. É uma máquina avançada capaz de automatizar operações complexas utilizando instruções pré-programadas. Você insere as instruções no software CAM, e a máquina move automaticamente a peça de trabalho e o cortador.
Principais características
- Pode produzir peças complexas que são difíceis de fabricar manualmente.
- Pode replicar as mesmas peças centenas ou milhares de vezes com alta precisão.
- Exige intervenção humana mínima.
Como funciona uma fresadora?
Uma fresadora funciona com um princípio básico: a ferramenta gira enquanto a peça de trabalho permanece estacionária. Abaixo, explicamos o processo passo a passo de como funciona uma fresadora.
Configuração da peça de trabalho
Primeiro, você deve fixar a peça de trabalho de forma segura na fresadora. Certifique-se de que ela esteja bem presa. Não deve se mover, pois o movimento pode prejudicar a precisão.
Instalação do cortador
Em seguida, o operador escolhe o tipo adequado de cortador de acordo com os requisitos da operação. Existem diferentes tipos de ferramentas de corte, incluindo fresas de extremidade, fresas de face e brocas. O cortador é montado no eixo. A mesa de trabalho é ajustada ao longo dos eixos X, Y e Z.
Ajuste dos parâmetros
Os parâmetros principais, como RPM, taxa de avanço e profundidade de corte, são ajustados pelo operador.
- RPM: RPM é a velocidade com que o cortador gira.
- Taxa de avanço: Controla a velocidade com que a peça de trabalho se move.
- Profundidade de corte: Ela determina a quantidade de material removido em um único passe.
Fresamento
Em seguida, começa a operação de fresamento. O cortador remove o material a alta velocidade na forma de pequenas lascas.
Acabamento
Após a remoção do material, a peça de trabalho é processada para obter um acabamento suave. Em seguida, a peça final passa por um controle de qualidade.
O que uma fresadora faz?
As fresadoras são ferramentas indispensáveis amplamente utilizadas na indústria de manufatura. Elas transformam materiais brutos em componentes funcionais. Elas moldam materiais sólidos removendo material em excesso. Essas máquinas versáteis podem lidar com formas e geometrias complexas.
Milling Operations
Existem várias operações de fresamento projetadas para finalidades específicas. Algumas das operações de fresamento incluem fresamento de face, fresamento plano, fresamento de extremidades, fresamento lateral e fresamento de roscas. Todas essas operações de fresamento são realizadas utilizando uma fresadora. Diferentes cortadores e configurações são aplicados nessas operações.
Aplicações das fresadoras em várias indústrias
Aqui estão algumas aplicações de fresadoras em indústrias cruciais:
- Indústria automóvel: Na indústria automotiva, os motores e a estrutura do veículo requerem peças metálicas precisas. Componentes comuns incluem blocos de motor, cabeçotes de cilindro, carcaças de transmissão e componentes de freio.
- Aeronáutica: A indústria aeroespacial exige componentes extremamente precisos e leves. O fresamento é utilizado para fabricar lâminas de turbina, estruturas e trens de pouso.
- Eletrônica: Na eletrônica, o fresamento é aplicado para fabricar dissipadores de calor, carcaças de circuitos, placas de conexão e outros componentes de pequena escala.
- Fabricação de dispositivos médicos: Dispositivos médicos como instrumentos cirúrgicos, implantes ortopédicos, implantes dentários e articulações protéticas são fabricados utilizando fresadoras.
- Indústria de ferramentas e matrizes: No campo de ferramentas e matrizes, o fresamento é utilizado para fabricar matrizes, moldes, punções, gabaritos e fixações.
Vantagens da fresadora
Na fabricação moderna, as fresadoras oferecem vários benefícios. Aqui estão alguns deles:
- Velocidade e flexibilidade: Uma das maiores vantagens é a velocidade e flexibilidade delas. Seja fabricando um único protótipo ou milhares de peças, essas máquinas podem remover rapidamente uma grande quantidade de material. A troca de ferramentas de corte e/ou configurações pode ser feita rapidamente, resultando em maior produtividade.
- Compatível com materiais versáteis: Uma fresadora pode fabricar metais, plásticos ou componentes compostos com o mesmo nível de precisão. Ela é capaz de produzir peças simples e altamente complexas para uma variedade de projetos.
- Precisão e acabamento superficial: O movimento controlado e as ferramentas de corte eficazes produzem peças com um alto nível de suavidade e precisão.
- Custo-benefício: A longo prazo, as fresadoras são econômicas. O fresamento reduz os erros, resulta em menos desperdício de material e pode operar por décadas com manutenção adequada.
- Aumento da eficiência: As fresadoras CNC são totalmente automatizadas. Você só precisa configurar o programa. Em seguida, a máquina pode funcionar continuamente sem a necessidade de supervisão humana. Isso torna o processo de fabricação eficiente e consistente em qualidade.
Conclusão
As fresadoras desempenham um papel crucial no processo de fabricação, pegando material bruto e produzindo uma peça acabada e precisa. As fresadoras podem realizar uma variedade de tarefas de fresagem, desde cortes simples até formas complexas em 2D e 3D. Se operadas corretamente, uma fresadora pode fornecer produção de qualidade consistente por anos.
Perguntas frequentes sobre fresadoras
Quais ferramentas são usadas em uma fresadora?
Uma fresadora utiliza ferramentas como fresas PCD, fresas de carbureto, fresas de face, ferramentas de fresamento de ranhuras, fresas de bola, fly cutters e ferramentas de chanfrar. Essas ferramentas são usadas para moldar, cortar e contornar materiais de forma eficiente.
As máquinas de múltiplos eixos melhoram a precisão da usinagem e a qualidade da superfície?
Sim, elas produzem peças mais precisas e mais suaves. Máquinas de múltiplos eixos podem cortar a partir de muitos ângulos sem mover a peça. Isso reduz o potencial de erros relacionados ao reposicionamento da peça. Portanto, melhores ângulos resultam em cortes melhores, o que leva a acabamentos de melhor qualidade em superfícies curvas.
Qual é a diferença entre fresadoras de 3, 4, 5 e 6 eixos?
Uma máquina de 3 eixos se move em três direções: esquerda-direita, frente-trás e para cima-para baixo. Uma máquina de 4 eixos introduz um movimento rotacional em um eixo horizontal, semelhante ao giro de uma maçaneta. Uma máquina de 5 eixos pode inclinar e também girar em duas direções adicionais, enquanto uma máquina de 6 eixos oferece opções de movimento adicionais.
Quanto custa uma fresadora?
Os preços das fresadoras variam. Você pode escolher entre uma ampla gama, dependendo do seu orçamento e requisitos. As fresadoras de nível básico custam cerca de 5.000 USD, enquanto as fresadoras CNC de 3 eixos industriais geralmente custam entre 50.000 e 100.000 USD. As fresadoras CNC de 5 eixos e 6 eixos, mais avançadas e precisas, podem ultrapassar 500.000 USD.
Qual é a diferença entre uma fresadora e um torno?
Uma fresadora e um torno funcionam de maneira diferente. Na fresagem, a ferramenta de corte gira e a peça de trabalho é fixada, enquanto no torno, a peça de trabalho gira contra a ferramenta de corte estacionária.
Qual é a diferença entre uma fresadora e uma tupia?
As fresadoras são mais pesadas e rígidas, projetadas para cortar metal. As tupias são mais leves, feitas para cortar materiais macios, como madeira. Os processos de corte em fresadoras são mais lentos devido à quantidade de potência de corte aplicada, enquanto as tupias tendem a ir muito rápido para produzir cortes suaves para madeira.
Qual é a diferença entre uma fresadora e um centro de usinagem?
A principal diferença está na automação. Em uma fresadora, é necessário trocar as ferramentas manualmente. Um centro de usinagem pode carregar e trocar automaticamente as ferramentas em um magazine de ferramentas. Ele pode perfurar, fresar e roscar buracos sem parar para trocar as ferramentas em processos de usinagem complexos, o que torna o processo mais rápido.