Número de canais da fresa: como escolher entre 2, 3, 4 ou mais canais

Escolha o número de canais da fresa com base no volume de aparas e no engate, antes de se basear na tradição. Um número menor de canais deixa vales mais largos para a evacuação das aparas. Um número maior de canais permite, normalmente, um núcleo mais largo e coloca mais arestas de corte em cada rotação, mas cada canal dispõe de menos espaço para as aparas. É por isso que duas ou três ranhuras costumam ser adequadas para trabalhos com metais não ferrosos que geram cavacos pesados, quatro ranhuras são um ponto de partida comum para metais ferrosos e cinco ou mais podem ser excelentes em trabalhos com baixo engate radial ou de acabamento — quando a máquina e o sistema de evacuação têm capacidade para as suportar.

Esses números referem-se a famílias, não a normas. Uma ferramenta moderna de cinco canais específica para alumínio e uma ferramenta de aço de uso geral com cinco canais podem ter o mesmo número de canais, embora difiram no ângulo de hélice, no núcleo, no revestimento, na forma dos canais e na aplicação pretendida.

O compromisso fundamental: espaço no chip versus núcleo

As ranhuras são os vales helicoidais e as arestas de corte que se formam e transportam as limalhas. Para um determinado diâmetro da ferramenta, a adição de ranhuras utiliza normalmente a circunferência e a secção transversal que, de outra forma, poderiam criar um vale de ranhura mais profundo. O resultado habitual é:

• menos ranhuras: mais espaço para cada lasca, um núcleo mais pequeno e menos engates dos dentes por volta;
• mais ranhuras: menos espaço por pastilha, um núcleo maior e mais engates dos dentes por volta.

Os vales das ranhuras mais largos são úteis quando a operação produz aparas grossas ou volumosas, quando a fresa está profundamente encravada ou quando o líquido de arrefecimento e o ar têm dificuldade em limpar a zona de corte. Um núcleo maior pode melhorar a resistência da ferramenta e a resistência à deflexão, especialmente em materiais mais duros ou em condições de longo alcance. Um maior número de arestas também pode suportar um avanço da mesa mais elevado com o mesmo avanço por dente, mas apenas se a potência, o controlo, o fluxo de aparas e os dados exatos da ferramenta o permitirem.

A contagem de flautas, portanto, altera várias coisas ao mesmo tempo. Não se trata apenas de um indicador de produtividade.

Em que é que os instrumentos com 2, 3, 4 e mais de 5 canais se destacam

Duas ranhuras: espaço máximo para limalhas

Fresas de ponta de 2 canais dedicar uma grande parte da secção transversal da ferramenta aos vales das ranhuras. Estes constituem um ponto de partida natural para operações de ranhuramento e de penetração, bem como para materiais macios ou pegajosos que geram aparas de grandes dimensões.

A regra tradicional das duas ranhuras para o alumínio decorre deste requisito de espaço para as limalhas, e não apenas da composição química do alumínio. Numa ranhura cheia, ambos os lados da fresa entram em contacto com o material e as limalhas têm vias de escape limitadas. Vales abertos e um forte fluxo de ar ou de líquido de arrefecimento podem ser mais importantes do que a adição de mais uma aresta.

A contrapartida é um número menor de arestas de corte e, em muitos modelos, um núcleo mais pequeno do que o de uma ferramenta comparável com mais ranhuras. Isso pode limitar o avanço da mesa, a rigidez ou a produtividade no acabamento em trabalhos com menor carga de corte.

Três canais: equilíbrio dos metais não ferrosos

Fresas de ponta de 3 canais costumam colmatar a diferença entre o espaço entre as ranhuras de duas lâminas e a frequência dos dentes de quatro lâminas. São comuns na fresagem lateral de alumínio e também podem ser utilizadas na abertura de ranhuras, quando a geometria específica permite um volume de ranhura suficiente.

A terceira aresta pode aumentar o avanço potencial da mesa para um avanço fixo por dente e RPM, enquanto um design de três ranhuras específico para o material pode preservar mais espaço para a limalha do que uma ferramenta de quatro ranhuras de uso geral. Não se deve partir do princípio de que todas as fresas de três ranhuras são específicas para alumínio. Verifique a hélice, o polimento, o revestimento, a geometria de corte central e os limites de engate indicados pelo fornecedor.

As ferramentas de três canais são especialmente úteis quando uma ferramenta de dois canais assegura uma evacuação fiável, mas o processo requer uma maior frequência de dentes, e quando uma ferramenta de quatro canais provoca o acúmulo de aparas ou exige um avanço da máquina superior ao que o sistema de controlo consegue proporcionar de forma limpa.

Quatro canos: resistência e trabalhos em ferro em geral

Fresas de ponta de 4 canais constituem um ponto de partida habitual para o corte de aços e para muitas operações gerais de fresagem lateral. Em comparação com uma ferramenta de ranhura inferior de conceção semelhante, o núcleo maior e as arestas adicionais permitem garantir resistência, uma distribuição uniforme do desgaste e um avanço produtivo em materiais que formam aparas mais pequenas nas condições de corte previstas.

Quatro ranhuras não significam automaticamente que a ferramenta seja “para aço”, nem significam que não funcionem no alumínio. A questão relevante é se os vales das ranhuras, a geometria e a evacuação correspondem ao volume de limalhas. Uma ferramenta de quatro canais para alumínio, concebida para um engate radial reduzido, é um caso diferente de uma fresa de quatro canais de uso geral introduzida numa ranhura de largura total.

No acabamento, as arestas adicionais podem melhorar a frequência dos dentes e permitir um avanço produtivo, uma vez que cada aresta remove uma pequena quantidade de material. A configuração deve, no entanto, controlar o desvio axial; caso contrário, uma ranhura poderá realizar mais trabalho e a contagem teórica de arestas não será alcançada de forma uniforme.

Cinco ou mais: produtividade em condições de envolvimento controlado

As ferramentas com elevado número de ranhuras utilizam muitas arestas e um núcleo resistente, mas oferecem menos espaço por ranhura por cada aresta. A sua utilização faz mais sentido quando o contacto radial e a espessura da limalha são controlados, as limalhas são suficientemente pequenas para serem evacuadas e a máquina consegue executar o avanço necessário.

A fresagem lateral de alta eficiência, o acabamento e as aplicações em materiais mais duros podem enquadrar-se neste padrão. O mesmo se aplica às ferramentas especializadas para alumínio com elevado número de ranhuras, razão pela qual a ideia de que “um elevado número de ranhuras se destina exclusivamente ao aço” está desatualizada. O design deve ser avaliado como uma ferramenta completa.

Um número excessivo de ranhuras pode tornar-se contraproducente numa ranhura, num corte de desbaste de grande largura ou em qualquer operação em que as limalhas se acumulem mais rapidamente do que são eliminadas. Quando as limalhas se reacumulam ou se soldam, o aumento da frequência dos dentes já não se traduz num aumento da produtividade.

Permitir que a operação se sobreponha à regra do material

Comece pelo envolvimento.

O ranhuramento completo é o caso mais exigente em termos de espaço para limalhas. Opte por uma ferramenta cujo volume das ranhuras e capacidade de corte central tenham sido explicitamente concebidos para esta operação. A redução do número de ranhuras é, muitas vezes, a primeira opção a considerar.

A evacuação das limalhas deve ser verificada ao longo de toda a ranhura, e não apenas na entrada. As paredes profundas podem reter limalhas que saíram facilmente num teste em ranhuras pouco profundas, e as limalhas resultantes do recorte ocupam os mesmos vales limitados que o material recém-formado.

O desbaste pesado também gera um grande volume de aparas. Um número menor de ranhuras pode ser útil mesmo no aço, caso a alternativa provoque o aglomeramento das aparas. A geometria de desbaste, os quebra-aparas e o fornecimento de líquido de arrefecimento podem ser tão importantes quanto o número de ranhuras.

A fresagem lateral com engate radial reduzido altera o equilíbrio. As limalhas finas e um lado aberto podem deixar espaço para mais canais, permitindo uma maior frequência de dentes e um núcleo mais resistente. Não copie o avanço de uma ferramenta com menos canais; siga as orientações específicas da ferramenta em termos de engate e carga de limalhas.

Neste caso, a evacuação das limalhas pode ser menos restritiva, uma vez que o corte é aberto num dos lados, mas não é automática. As ranhuras longas, as cavidades profundas e um fornecimento insuficiente de ar ou de líquido de arrefecimento podem ainda fazer com que as limalhas regressem à zona de contacto.

O acabamento remove menos material, pelo que é menos provável que o espaço para as limalhas se torne um problema. Um maior número de ranhuras pode melhorar a produtividade e a qualidade da superfície, mas o desvio, o estado das arestas e a resolução do avanço da máquina continuam a ser fatores limitantes.

Quando a antiga regra de «2 para o alumínio, 4 para o aço» deixa de se aplicar

A regra antiga continua a ser um auxílio útil à memória, pois reflete as necessidades típicas em termos de tamanho e resistência das pastilhas. No entanto, deixa de ser válida quando tratada como uma especificação.

Atualmente, os fabricantes de ferramentas adaptam a hélice, o perfil do núcleo, a forma da ranhura, a preparação do gume, o revestimento e a forma da ranhura de limalhas para aplicações específicas. Uma fresa de alumínio com ranhuras largas pode funcionar com um contacto radial controlado, uma vez que foi concebida a pensar nesse fluxo de limalhas. Uma fresa de desbaste para aço com poucas ranhuras pode ser adequada quando são necessários vales profundos e quebra-cavacos para uma remoção intensiva de material.

A economia de produção também é importante. Uma oficina que fabrica poucas peças pode dar preferência a uma ferramenta versátil de três ou quatro canais. Um trabalho de grande volume pode justificar a utilização de uma fresa especializada, adaptada a uma única passagem de furo, parede ou faceamento. Um caso de produção reconhecido no âmbito do alumínio fundido ilustra a verdadeira questão: a oficina não estava simplesmente a escolher entre “três ou cinco”; estava a equilibrar várias operações, o comprimento de corte, o comprimento do porta-ferramentas, o acabamento e o tempo de ciclo.

Escolha em seis passos

1. Defina a operação e o envolvimento. Ranhura de ranhuras, desbaste, fresagem lateral ou acabamento, além de encaixe radial e axial.

1. Estimar a procura de espaço para chips. Tenha em conta a ductilidade do material, o tamanho das limalhas, o comprimento das ranhuras, a profundidade do sulco e a forma como as limalhas serão evacuadas. Se a evacuação for o risco predominante, opte por ranhuras menos numerosas ou mais abertas.

1. Defina o requisito de resistência. Tenha em conta a dureza do material, o diâmetro da ferramenta, a saliência, a rigidez do porta-ferramentas e a carga intermitente. Se a deflexão ou a resistência da aresta forem os fatores predominantes e houver espaço para a limalha, considere a utilização de mais canais ou de um núcleo mais resistente.

1. Verifique a família de fresas efetivamente utilizada. Utilize o fresa de ponta de metal duro maciço página para comparar famílias de produtos. Em seguida, verifique se a geometria da flauta, o material de base e a adequação à aplicação correspondem exatamente aos dados do produto.

1. Escolha a máquina adequada. Verifique a velocidade do fuso, o avanço disponível, a aceleração, a potência, o fluxo de líquido de arrefecimento ou de ar e o comportamento do sistema de controlo. Uma ferramenta com muitas ranhuras não é produtiva se a máquina não conseguir atingir o avanço da mesa calculado nem evacuar as suas limalhas.

1. Efetue um corte de teste controlado. Utilize os dados iniciais específicos da ferramenta, observe a formação de limalhas, a carga, o ruído, o aquecimento e o acabamento, e altere uma variável de cada vez.

Recalcular o avanço quando o número de ranhuras mudar

O avanço da mesa está relacionado com o avanço por dente, o número de ranhuras e as RPM:

Avanço da mesa = avanço por dente × número efetivo de ranhuras × RPM

Se uma ferramenta de duas ranhuras e uma de quatro ranhuras funcionarem à mesma rotação por minuto (RPM) e com o mesmo avanço pretendido por dente, o cálculo para a ferramenta de quatro ranhuras exige o dobro do avanço da mesa. Manter o avanço da mesa inalterado reduziria para metade o avanço por dente. Isso pode fazer com que a aresta se aproxime do atrito, em vez de proporcionar uma versão conservadora do mesmo corte.

Esta relação não autoriza a duplicação cega do avanço. O avanço pretendido por dente, o número de dentes utilizáveis, o engate e a velocidade devem ser determinados com base na ferramenta e na operação específicas. A máquina também deve ser capaz de executar o comando.

Conheça os sinais de uma má escolha na contagem de flautas

A acumulação de limalhas, o recorte, o material soldado ou o aumento da temperatura sugerem espaço insuficiente nas ranhuras, má evacuação ou um contacto excessivo. Considere utilizar uma ferramenta mais aberta, melhorar a evacuação das limalhas ou reduzir o contacto antes de alterar qualquer outra coisa.

Marcas de atrito, arestas polidas ou calor, acompanhados de lascas muito pequenas, podem indicar que o avanço por dente é demasiado baixo, nomeadamente após uma alteração no número de ranhuras efetuada sem recalcular o avanço da mesa.

O ruído ou o erro de desvio podem indicar resistência do núcleo insuficiente, saliente excessivo, fixação instável da peça ou um contacto que provoque vibrações no conjunto. Um maior número de canais só poderá ajudar se alterar as condições relevantes de rigidez/carga, sem provocar o acúmulo de aparas.

Um acabamento que não melhora com o aumento do número de ranhuras pode revelar um desvio axial ou uma carga concentrada numa única aresta. Meça o sistema de ferramenta e porta-ferramentas, em vez de partir do princípio de que o número nominal de ranhuras está a distribuir o corte uniformemente.

A saturação do avanço da máquina pode fazer com que uma ferramenta de várias ranhuras não atinja a carga de limalhas pretendida. Se o sistema de controlo não conseguir proporcionar o avanço da mesa necessário, opte por um conjunto de ferramentas/parâmetros compatível, em vez de utilizar a fresa de várias ranhuras com um avanço insuficiente.

Registe a escolha válida

Registe o ID da ferramenta, o número de canais, o diâmetro, o comprimento dos canais, a geometria, o revestimento, o material, a operação, o engate, as RPM, o avanço por dente, o avanço da mesa, o método de refrigeração (líquido/ar) e o resultado do corte de teste. Esse registo é mais útil do que “utilizar três canais para alumínio”, pois preserva as condições que permitiram que a seleção funcionasse.