Fresadoras

Fresadoras

Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta, mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa.

Las fresadoras son las máquinas herramientas más polivalentes por la variedad de mecanizados que pueden realizar y la flexibilidad que permiten en el proceso de fabricación. se diferencian notablemente según el sector industrial en el que se utilicen Y  han hecho posible el empleo de parámetros de corte muy altos, lo que conlleva una reducción drástica de los tiempos de mecanizado.

Uso y aplicaciones específicas

Fuerzas de corte principal, en los fresados tipos cilíndricos

Dependiendo la orientación del eje de giro de la herramienta de corte, se distinguen tres tipos de fresadoras: horizontales, verticales y universales.

•  fresadora horizontal 

 Esta máquina permite realizar principalmente trabajos de ranurado, con diferentes perfiles o formas de las ranuras. Cuando las operaciones a realizar lo permiten, principalmente al realizar varias ranuras paralelas, puede aumentarse la productividad montando en el eje portaherramientas varias fresas conjuntamente formando un tren de fresado. Una fresadora horizontal utiliza fresas cilíndricas que se montan sobre un eje horizontal accionado por el cabezal de la máquina y apoyado por un extremo sobre dicho cabezal y por el otro sobre un rodamiento situado en el puente deslizante llamado carnero

•  fresadora universal

Su ámbito de aplicación está limitado principalmente por el costo y por el tamaño de las piezas que se pueden trabajar. En las fresadoras universales, al igual que en las horizontales, el puente es deslizante, conocido en el argot como carnero, puede desplazarse de delante a detrás y viceversa sobre unas guías

La fresa en forma de rodillo corta solamente con dientes dispuestos en su periferia En ambos procedimientos de trabajo se arrancan al material virutas en forma de coma.

Fuerza de avance en el fresado tipo frontal

el fresado frontal, caracterizado por la perpendicularidad entre el eje de rotación de la fresa y la superficie fresada, suele efectuarse en fresadoras verticales. 

las fuerzas en el fresado son variables en dirección y magnitud:

un espesor de viruta muy pequeño al iniciarse el corte, crea fuerzas que tienden a separar la pieza de la mesa. la plaquita ejerce un efecto de fricción provocando serios desgastes, se debe garantizar un espesor medio de viruta

Velocidad de corte

 Es la velocidad lineal de la periferia de la fresa u otra herramienta que se utilice en el fresado.

Tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de fresa que se utilice, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice y de la velocidad de avance empleada los filos de corte alcanzan temperaturas inferiores a las que se alcanzan en un torno y, en consecuencia, se utilizan velocidades de corte mayores; no obstante, el trabajo de la fresa en conjunto puede no considerarse intermitente, pues siempre hay un filo de corte en fase de trabajo

La velocidad de corte es el factor principal que determina la duración de la herramienta. Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. Una velocidad de corte excesiva puede dar lugar a un desgaste muy rápido del filo de corte de la herramienta, a la deformación plástica del filo de corte con pérdida de tolerancia del mecanizado y, en general, a una calidad del mecanizado deficiente

Velocidad de Avance

 Es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance y el radio de la punta de la herramienta de corte son los dos factores más importantes de los cuales depende la rugosidad de la superficie obtenida en el fresado.

El rango depende fundamentalmente de número de dientes de la fresa, del tamaño de cada diente y de la profundidad de corte, la velocidad está limitada por las rigideces de las sujeciones de la pieza y de la herramienta y por la potencia del motor de avance de la máquina.

La velocidad de avance es decisiva para la formación de viruta, una elevada velocidad de avance da lugar a un buen control de viruta y una mayor duración de la herramienta por unidad de superficie mecanizada, pero también da lugar a una elevada rugosidad superficial y un mayor riesgo de deterioro de la herramienta por roturas o por temperaturas excesivas.

Potencias de corte presentes en el  fresado

Potencia de corte principal

La potencia necesaria para el maquinado resulta del producto de cada componente de la fuerza del maquinado por la respectiva componente de la velocidad de corte.Para poder obtener el valor de potencia correcto, el valor obtenido tiene que dividirse por un determinado valor adimensional que tiene en cuenta el rendimiento de la máquina. Este valor es la relación entre la potencia de corte efectiva, es decir, la potencia necesaria en la herramienta; respecto a la potencia consumida el motor de accionamiento principal de la máquina

Potencia de Avance Na

                            

Na =      Fa   x     Va            (CV)

            1000 x 60 x 75

Donde:

 

Va   :  Velocidad de Avance       mm 

                                                       min

Fa    :  Fuerza de avance  (kgf)

Herramientas empleadas según la operación a realizar

Las herramientas de corte más utilizadas en una fresadora se denominan fresas, brocas pala taladrar o escariadores.

Las fresas 

son herramientas de corte de forma Una fresa está determinada por su diámetro, su forma, material constituyente, números de labios o dientes que tenga y el sistema de sujeción a la máquina.

En general, los materiales más duros en los filos de corte permiten utilizar mayores velocidades de corte, pero al ser menos tenaces, exigen una velocidad de avance menor

La broca 

Es una pieza metálica de corte que crea orificios en diversos materiales cuando se coloca en una herramienta mecánica como taladro, berbiquí u otra máquina. Su función es formar un orificio o cavidad cilíndrica.

El escariado

Es  un proceso de arranque de viruta o una operación de mecanizado que se realiza para conseguir un buen acabado superficial con ciertas tolerancias dimensionales, o bien simplemente para agrandar agujeros que han sido previamente taladrados con una broca a un diámetro un poco inferior.

Diametro de las fresas

(Dc): diámetro  que aparece en el código de pedido 
(Dcap): diámetro de corte a la profundidad de ap 
(ap): corte real
(ve): velocidad de corte

El diámetro de la fresa (Dc) se mide sobre el punto PK, la intersección del filo principal con la faceta paralela.

Dc es el diámetro que suele aparecer en el código de pedido, 

El diámetro más importante que se debe considerar es (Dcap), el diámetro eficaz de corte a la profundidad de corte real (ap), se utiliza para calcular la velocidad de corte verdadera (ve).

D3 es el diámetro más grande de la plaquita, para algunas fresas es igual a Dc.​

MODELO	DESCRIPCIÓN
114	2 fresas de alta velocidad de 7,8 mm de diámetro
115	2 fresas de alta velocidad de 7,8 mm de diámetro
117	2 fresas de alta velocidad de 6,4 mm de diámetro
118	2 fresas de alta velocidad de 3,2 mm de diámetro
121	retirado
125	2 fresas de alta velocidad de 6,4 mm de diámetro
134	2 fresas de alta velocidad de 6,4 mm de diámetro
144	2 fresas de alta velocidad de 7,8 mm de diámetro
192	2 fresas de alta velocidad de 4,8 mm de diámetro
193	2 fresas de alta velocidad de 2,0 mm de diámetro
194	2 fresas de alta velocidad de 3,2 mm de diámetro
196	2 fresas de alta velocidad de 5,6 mm de diámetro
199	2 fresas de alta velocidad de 9,5 mm de diámetro

Tipos de fresas  materiales  a ser mecanizados

Aceros

Una vez que el mineral ha sido extraído del lingote de hierro, un proceso adicional es llevado sobre el lingote. Este proceso adicional es llevado para remover ciertas impurezas y gases del mismo. Las impurezas removidas comprenden desde cantidades excesivas de carbono , silicio, fósforo, sulfuro y gases como oxígeno y nitrógeno. 

Una vez que este proceso ha sido completado el producto final es “acero”. Igualmente recuerde que en el grupo de los aceros hay variaciones basadas en la composición química. Los grupos principales son acero al carbono, acero aleado, acero de herramienta y acero genera

Fundiciones

La fundición es un hierro que tiene grandes cantidades de carbono . El hierro que contiene grandes cantidades de carbono se funde a aproximadamente 1400ºC y puede ser vertido sobre moldes y moldeado con una facilidad relativa.

Sin embargo, la fundición a veces no tiene suficiente fuerza dúctil y tenacidad. Hay ciertos tipos de fundiciones que si tienen la ductibilidad necesaria. Las mismas son conocidas como “fundiciones de grafito esferoidal” y “fundiciones nodulares”.

Aleaciones de titanio

La aleación de titanio posee una resistencia superior a la corrosión. La aleación de titanio tiene una gravedad baja pero gran dureza y resistencia al desgaste.

Sin embargo, la aleación de titanio tiene algunas desventajas, debido a su baja conductividad térmica. La aleación de titanio es utilizada para piezas de motores de jets, estructuras de aviones y cohetes.

Aleaciones de aluminio

El aluminio es el segundo metal más utilizado (el acero es el primero). Este es un nuevo metal y sus aplicaciones aún siguen siendo desarrolladas.

El aluminio es conocido por su bajo peso. También es llamado “metal liviano”. El aluminio tiene como características una gran resistencia ante la corrosión, gran conductividad eléctrica, suavidad y un punto de fundición bajo. Sin embargo, las propiedades mecánicas del aluminio son pocas y como tales, no tiene gran dureza. Hay ciertas aleaciones de aluminio que poseen fuerza dúctil, como ejemplo el duralumin.

Aleaciones de cobalto

La aleación de cobalto es raramente utilizada. El cobalto es a menudo agregado como elemento para una aleación en aleaciones resistentes al calor, magnetos permanentes, aceros de alta velocidad, carburos cementados. Las aleaciones resistentes al calor comprenden acero resistente al calor y motores de jets, cargadores de turbinas y turbinas.

Velocidades Angulares

Una revolución por minuto es una unidad de frecuencia que se usa también para expresar velocidad angular. En este contexto, se indica el número de rotaciones completadas cada minuto por un cuerpo que gira alrededor de un eje.

A veces se utiliza el término régimen de giro para referirse a la velocidad de giro expresada en revoluciones por minuto y no confundirse con la velocidad angular expresada en radianes por segundo

Par principal del corte

La aproximación depende, por ejemplo, de la capacidad de la máquina, de la clase de trabajo y de la posibilidad de sujeción de la pieza. Así, por ejemplo, en el fresado con fresas de disco se elige un gran espesor de viruta y un avance pequeño (marcha tranquila de la máquina), en el fresado de chaveteros, por el contrario, son más ventajosas las aproximaciones pequeñas y los grandes avances.

En general, al fresar no deberá elegirse una aproximación demasiado grande. Es ventajoso y económico fresar grandes cantidades de material de varios cortes pero con avance grande.

Cálculo de eficiencias en las máquinas herramientas  tiempo de fabricación de corte. 

Tomando en cuenta las características de la máquina y de la obra, este método es empírico y se basa únicamente en la experiencia. se debe ser cuidadoso con la información obtenida por este medio pues si bien son  daros reales, no significa que sean confiables, pues el operador no toma en cuenta todos los factores que intervienen en el rendimiento. Generando un banco de información en base a las obras ejecutadas anteriormente basándose en datos históricos de la máquina, esto puede resultar ser el más confiable de todos aunque hay que considerar las diferencias entre las obras ejecutadas anteriormente y la obra por realizar. Para ello, se deben consultar tablas manuales del fabricante de la maquina; esta información es muy útil, sobre todo cuando no se tienen a la mano los datos de los dos primeros métodos mencionados, debe tomarse en cuenta, sin embargo que todos los datos se basan en un 100% de eficiencia en las operaciones. El rendimiento depende básicamente de:

Capacidad volumétrica de la maquina  [ CV (m3/ciclo) ],

Tiempo de ciclo 

[T = tf+ tv],

Números de ciclo por hora 

[( NC = 60 (min/hr)/T (min/ciclo) ],

Rendimiento teórico 

[(RT = CV (m3/ciclo) * NC (ciclo/hr) = m3/hr], 

Resumen de eficiencia 

[RE=    producto de factores

factor de abundamiento]. 

Es lógico pensar que no todos los factores se aplican a todas las maquinas, deben seleccionarse de acuerdo a las condiciones de trabajo que presenten para cada una de ellas.

ÁNGULOS PRINCIPALES DE CORTE EN HERRAMIENTAS MONOCORTE:

Una Herramienta monocorte; herramienta común a toda máquina-herramienta de arranque de viruta.

 ÁNGULO DE INCIDENCIA (α):

ÁNGULO DE DESPRENDIMIENTO (γ)

 ÁNGULO DE LA HÉLICE (λ):

HERRAMIENTAS ELEMENTALES DE MONOCORTE

La herramienta elemental simple de monocorte es utilizada en varias maquinas-herramientas tales como:

Tornos

Limadoras

Cepilladotas

Mortajadoras, etc

La mayor parte de problemas de corte dependen de las características de la herramienta simple.Las herramientas de bicorte (broca helicoidal) y de multicorte (fresas),pueden ser entendidos como una extensión de las herramientas monocorte. Se esta considerando a la Herramienta monocorte como una herramienta elemental simple, común a toda maquina-herramienta de arranque de viruta

Anexo