O ângulo da hélice pode ser dividido em várias opções, como 30°, 45°, 50° e assim por diante, oferecendo uma gama diversificada de opções. Devido às suas vantagens em termos de corte rápido, suave e eficiente, bem como à ampla gama de aplicações, a fresa de topo com aresta helicoidal ganhou ampla utilização em operações de fresamento em comparação com a fresa de aresta reta. Agora, vamos nos aprofundar em como diferenciá-las e utilizá-las.

A função do ângulo da hélice

Quanto maior o ângulo de hélice de uma fresa de topo, maior o comprimento de contato entre a peça e a aresta de corte. Isso pode reduzir a carga suportada pela aresta de corte por unidade de comprimento, prolongando assim a vida útil da ferramenta. No entanto, ao mesmo tempo, a resistência ao corte aumenta, por isso é necessário considerar o uso de um porta-ferramentas com alta rigidez de fixação.

 

Relação entre o ângulo da hélice e outros elementos

Ângulo da hélice e comprimento da aresta de corte

Para fresas com um ângulo de hélice pequeno, a aresta de corte é mais curta (comprimento indicado pela linha azul).

Para fresas com um grande ângulo de hélice, a aresta de corte é mais longa (comprimento indicado pela linha vermelha).

Ângulo de hélice e resistência ao corte

A resistência ao corte tangencial diminui com o aumento do ângulo da hélice, enquanto a resistência ao corte axial aumenta com o aumento do ângulo da hélice.

Ângulo de hélice e ângulo de ataque

O aumento no ângulo da hélice resulta em um aumento real no ângulo de ataque da fresa, tornando a aresta de corte mais afiada.

Ângulo de hélice e precisão de superfície usinada

Geralmente, as tolerâncias de perpendicularidade e planicidade da superfície usinada aumentam com o aumento do ângulo de hélice. No entanto, após o ângulo de hélice ultrapassar 40°, há uma tendência de que essas tolerâncias diminuam com o aumento adicional do ângulo de hélice.

Ângulo da hélice e vida útil da ferramenta

A taxa de desgaste da aresta de corte circunferencial é geralmente proporcional ao ângulo da hélice. Por outro lado, quando o ângulo da hélice é muito pequeno, mesmo um leve desgaste da ferramenta reduz significativamente o desempenho de corte, levando à vibração e tornando a ferramenta inutilizável. Quando o ângulo da hélice é muito grande, a rigidez da ferramenta diminui, levando à redução da vida útil da ferramenta.

Ângulo da hélice e material da peça de trabalho

Na usinagem de materiais macios com baixa dureza, utiliza-se um ângulo de hélice grande para aumentar o ângulo de ataque e melhorar a afiação da aresta de corte. Na usinagem de materiais duros com alta dureza, utiliza-se um ângulo de hélice pequeno para reduzir o ângulo de ataque e aumentar a rigidez da aresta de corte.

 

Princípios para escolher o ângulo da hélice

Para materiais difíceis de cortar, como aço inoxidável com baixa condutividade térmica e impacto térmico significativo na aresta de corte, usar uma fresa com um grande ângulo de hélice no corte ajuda a prolongar a vida útil da ferramenta.

Além disso, as características da superfície acabada mudam devido ao ângulo da hélice. Por exemplo, quando se necessita de um acabamento liso, fresas de topo com um ângulo de hélice grande podem ser utilizadas. No entanto, ao utilizar fresas de topo com um ângulo de hélice grande, a resistência ao corte e a força que faz com que a ferramenta com ângulo de hélice correto seja puxada para fora aumentam. Portanto, medidas correspondentes devem ser tomadas, como a utilização de um porta-ferramentas com alta rigidez de fixação. Embora isso garanta a rigidez da ferramenta, em casos onde a rigidez da peça é baixa, como no processamento de chapas finas, fresas de topo com um ângulo de hélice pequeno são por vezes utilizadas.

 

Características de diferentes ângulos de hélice

Fresa de topo com grande ângulo de hélice de 50 graus

Esta fresa vertical foi projetada para fresamento lateral de precisão. Oferece excelente rigidez da ferramenta, minimizando a deflexão durante o fresamento lateral e, ao mesmo tempo, eliminando ao máximo o risco de lascamento da ponta da ferramenta.

Fresa vertical com ângulo de hélice de 60°

Este ângulo de hélice é adequado para cortes em alta velocidade de materiais difíceis de cortar, como o aço inoxidável SUS304. Para materiais difíceis de cortar com baixa condutividade térmica, onde a temperatura na aresta de corte tende a aumentar durante o corte, um ângulo de hélice de 60° ajuda a suprimir o impacto do calor do corte na aresta de corte.

Fresa vertical com ângulo de hélice de 45°

Adotar um ângulo de hélice de 45° pode alcançar melhor usinagem de alta velocidade e alta resistência ao desgaste.

Sumário

Em conclusão, o ângulo da hélice é um dos principais parâmetros de fresas de topo com aresta helicoidal, e alterações no ângulo da hélice impactam significativamente o desempenho de corte da ferramenta. Com o desenvolvimento da tecnologia de usinagem CNC e da manufatura flexível, a alteração do ângulo da hélice na fabricação de ferramentas tornou-se viável e simples. Pesquisas mais aprofundadas sobre os vários efeitos do tamanho do ângulo da hélice no desempenho de corte de fresas de topo com aresta helicoidal, quando combinadas com o desempenho de máquinas-ferramentas e dispositivos de fixação, e considerando fatores como propriedades do material, precisão de usinagem, eficiência, material da ferramenta e vida útil da ferramenta, podem, sem dúvida, desempenhar um papel crucial na otimização do tamanho do ângulo da hélice e promover processos de fresamento eficientes e precisos.