Fresagem de Alta Alimentação vs Fresagem Tradicional de Faces para Cabeçotes de Motor de Ferro Fundido

Ferro Fundido permanece o material dominante para cabeçotes de motores a diesel devido à sua estabilidade térmica, mas máquinas de mecanização os custos consomem 18-25% das despesas totais de produção. Embora a fresagem frontal tradicional ofereça precisão comprovada, estratégias mais recentes de alta alimentação prometem remoção mais rápida de material. Este estudo testa se as ferramentas modernas de HFM podem atender aos padrões automotivos Classe II (ISO 12164-2) melhorando ao mesmo tempo a produtividade.

Metodologia

1. Configuração Experimental

Usinamos corpos de prova de ferro fundido cinzento (Classe G3000) em três condições:

• Tradicional: fresa frontal de 4 polegadas de diâmetro, 0,012 polegadas/dente, 500 SFM

• HFM: ferramenta de 1,5 polegadas de diâmetro, 0,039 polegadas/dente, 985 SFM

• Híbrido: desbaste com HFM + acabamento tradicional

Todos os testes utilizados:

• Refrigerante: emulsão sintética a 8% (Blaser Swisslube)

• Medição: CMM Mitutoyo (repetibilidade de 0,0002")

• Monitoramento de desgaste da ferramenta: Zoller Genius 3

2. Coleta de Dados

Parâmetros monitorados a cada 15 ciclos:

• Rugosidade superficial (Mitutoyo SJ-410)

• Desgaste da face da ferramenta (norma ISO 3685)

• Tempo de ciclo real versus programado

PRINCIPAIS CONCLUSÕES

• HFM mostrou 28% mais velocidade na remoção de metal, mas exigiu trocas de ferramentas mais frequentes

• A fresagem tradicional produziu um plano mais apertado (0,003" vs 0,005")

• A abordagem híbrida equilibra velocidade e precisão

Discussão

1.Implicações práticas

Para fábricas de motores de alto volume:

• HFM faz sentido para usinagem prévia onde tolerâncias de ±0,02" são suficientes

• Os métodos tradicionais continuam sendo preferíveis para superfícies finais de vedação

A análise dos custos com ferramentas revela:

• HFM economiza $3,20/peça em mão de obra

• Adiciona $1,75/peça em custos de insertos

2.Limitações

As descobertas aplicam-se especificamente a:

• Ferro fundido G3000

• Faixa de dureza 35-45 HRC

• Centros de usinagem verticais

Conclusão

A HFM demonstra economia de tempo clara na usinagem de cabeçotes de motor de ferro fundido quando utilizada estrategicamente. Os fabricantes devem:

• Adotar HFM para superfícies não críticas

• Reservar a fresagem tradicional para passes finais

• Considerar abordagens híbridas para geometrias complexas

Estudos futuros devem examinar a viabilidade da HFM com ferro grafite compactado (CGI).