Este es un blogg de contenido informativo donde hablaremos de los aspectos fundamentales de la técnica de mecanizado utilizado la fresadora.
En colaboración directa con:
Pedro Pérez
Adriana Freites
Alfredo Cibada
Abraham Salas
Materia: Procesos de Manufactura SAIA, 16-1 Ingeniería Industrial
Por Pedro Pérez:
1. La fresadora
como máquina y herramienta de producción
Una Fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizado por arranque de viruta
mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa. En las
fresadoras tradicionales, la herramienta o fresa gira en una posición fija y el desbastado se realiza
acercando la pieza a la herramienta.
Es considerada una herramienta de baja producción dado a la variedad de mecanizados que se pueden realizar con está, en sus diferentes modelos
y potencias, es una máquina herramienta muy versátil y que requiere de un manejo muy especial por
parte de los operadores, requiriéndose para ello una capacitación muy especial.
La fresadora se emplea para realizar trabajos en superficies planas o perfiles irregulares, pudiendo también utilizarse
para tallar engranajes y roscas, taladrar y mandrilar agujeros, ranuras chaveteros y graduar con precisión medidas
regularmente espaciadas.
Esta máquina permite realizar operaciones de fresado de superficies de las
más variadas formas:
 |
| Herramientas y la forma generada en la pieza |
• Cóncavas
• Convexas
• Combinadas
• Ranuradas
• Engranajes
• Hélices.
2. Uso y aplicaciones específicas como
Ø Fuerzas de corte principal,
en los fresados tipos cilíndricos.
El eje de la fresa se encuentra dispuesto paralelamente a
la superficie de trabajo. En el fresado cilíndrico la máquina experimenta una
carga irregular en virtud de la forma de coma de la viruta, es difícil evitar
un ligero golpeteo en la periferia de la herramienta a cada revolución de la
misma.
Es un parámetro a tener en cuenta para
evitar roturas y deformaciones en la herramienta y en la pieza para poder
calcular la potencia necesaria para poder efectuar un determinado mecanizado.
Este parámetro está en función del avance de fresado, de la velocidad de corte,
de la maquiabilidad del material, de la dureza del material, de las
característica de la herramienta y del espesor medio de la viruta. Todos estos
factores se engloban en un coeficiente denominado fuerza especifica de corte
(kc) que se expresa en N/mm2
• Al igual que en el caso de
torneado, depende del material y de los parámetros de corte.
• La fuerza de corte en fresado es
variable por dos motivos: La sección de la viruta es Variable y el espesor también
es variable.
Ø Fuerza de avance en el
fresado tipo frontal.
El fresado frontal se
realiza con fresas helicoidales cilíndricas que atacan frontalmente la
operación de fresado, el eje de la fresa tiene posición perpendicular a la
superficie a trabajar de la pieza. el fresado frontal es más económico que el
cilíndrico porque siempre hay varios dientes cortando, la fresa
puede refrigerarse mejor y la sección de viruta es casi constante
Ø Velocidad de corte
Se define como velocidad de corte la velocidad
lineal de la periferia de la fresa u otra herramienta que se utilice en el
fresado. La velocidad de corte, que se expresa en metros por minuto (m/min),
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. Las limitaciones principales de la
máquina son su gama de velocidades, la potencia de los motores y de la rigidez
de la fijación de la pieza y de la herramienta.
Como cada filo de corte de la fresa trabaja
intermitentemente sobre la pieza, cortando únicamente durante una fracción de
cada revolución de la herramienta, 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.
A partir de la determinación de la velocidad de
corte se puede determinar las revoluciones por minuto que tendrá el husillo
portaherramientas según la siguiente fórmula:
Donde:
Vc: es la velocidad de corte
n: es la velocidad de rotación de la herramienta
Dc: es el diámetro de la herramienta.
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. Los fabricantes de herramientas ofrecen datos orientativos sobre
la velocidad de corte adecuada de las herramientas para una vida útil o
duración determinada de la herramienta. En ocasiones, es deseable ajustar la
velocidad de corte para una duración diferente de la herramienta y optimizar la
productividad, para lo cual, los valores de la velocidad de corte se multiplican
por un factor de corrección. La relación entre este factor de corrección y la
duración de la herramienta en operación de corte no es lineal
Una velocidad de corte excesiva puede dar lugar
a:
- Un desgaste muy rápido del filo de corte de la herramienta
- Deformación plástica del filo de corte con pérdida de tolerancia del mecanizado
- Una calidad del mecanizado deficiente.
Una velocidad de corte demasiado baja puede dar
lugar a:
La formación de filo de aportación en la herramienta.
Dificultades en la evacuación de viruta
Aumento del tiempo de mecanizado, lo cual se traduce en una baja
productividad y un coste elevado del mecanizado.
Ø Velocidad de avance
Cada fresa puede cortar adecuadamente en un rango de velocidades de
avance por cada revolución de la herramienta, denominado avance por
revolución (fn). Este rango depende fundamentalmente
de número de dientes de la fresa, del tamaño de cada diente y de la profundidad
de corte, además del tipo de material de la pieza y de la calidad y el tipo de
plaquita de corte. Este rango de velocidades se determina experimentalmente y
se encuentra en los catálogos de los fabricantes de plaquitas. Además esta
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. El grosor
máximo de viruta en mm es el indicador de limitación más importante para una
herramienta de fresado. El filo de corte de las herramientas se prueba para que
tenga un valor determinado entre un mínimo y un máximo de grosor de la viruta.
El avance por revolución (fn) es el producto del
avance por diente por el número de dientes (z) de la herramienta.
La velocidad de avance es el
producto del avance por revolución por la velocidad de rotación de la
herramienta.
Al igual que con la velocidad de
rotación de la herramienta, en las fresadoras convencionales la velocidad de
avance se selecciona de una gama de velocidades disponibles en una caja de cambios, mientras que las fresadoras de
control numérico pueden trabajar con cualquier velocidad de avance hasta la
máxima velocidad de avance de la máquina.
La velocidad de avance es
decisiva para la formación de viruta, el consumo de potencia, la rugosidad superficial obtenida, las tensiones mecánicas, la temperatura en la zona de corte y
la productividad. 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. En cambio, una velocidad de avance baja da lugar a la
formación de virutas más largas que pueden formar bucles y un incremento del
tiempo de mecanizado, lo cual hace que la duración de la herramienta por unidad
de superficie sea menor y que la producción sea más costosa.
