Fresado

FRESADOPOR:NATALIA URREGO OSPINA

TEORIA DEL PROCESO DE FRESADOEl maquinado no es solamente un proceso, es una familia de procesos, cuya característica en común es el uso de una herramienta de corte que forma una viruta, la cual se remueve de la parte de trabajo. Para lograr esto es necesario un movimiento relativo entre la herramienta y el material de trabajo. Este movimiento relativo se logra en la mayoría de las operaciones de maquinado por medio un movimiento primario llamado velocidad y un movimiento secundario llamado avance. La forma de la herramienta y su penetración en la superficie de trabajo, combinada con estos movimientos, produce la forma deseada de la superficie resultante del trabajo

TEORIA DEL PROCESO DE FRESADOEl FRESADO es una de estas operaciones de maquinado. En este tipo de operación se utiliza una herramienta rotatoria con múltiples filos cortantes que se mueven lentamente sobre el material para generar un plano o una superficie recta. El movimiento de avance es perpendicular al eje de rotación y la velocidad la proporciona la fresa rotatoria. El FRESADO se diferencia del taladrado, por la orientación entre el eje de la herramienta y la dirección del avance. En el TALADRADO la herramienta de corte avanza en dirección paralela a su eje de rotación.

TIPOS DE OPERACIONES DE FRESADOExisten dos tipos básicos de operaciones de fresado:Fresado periférico o cilíndrico: en este tipo de fresado el eje de la herramienta es paralelo a la superficie que se está maquinado y la operación se realiza por los bordes de periferia exterior de la fresa.

Fresado en las caras o frontal: para este tipo de fresado el eje de la fresa es perpendicular a la superficie de trabajo y el maquinado se ejecuta por los bordes o filos cortantes del extremo y la periferia de la fresa.FRESADO CILINDRICOExisten varios tipos de FRESADO CILINDRICO y son:Fresado de placa: es la forma básica del fresado cilíndrico en la cual el ancho de la fresa se extiende más allá de la pieza de trabajo en ambos lados.

Ranurado: también llamado fresado de ranuras, en el cual el ancho de la fresa es menor que el ancho de la pieza de trabajo, creando una ranura en el trabajo ( cuando la fresa es muy delgada se puede usar para cortar una pieza en dos, esto se llama fresado aserrado).FRESADO DE PLACAFRESADO LATERALFRESADO PARALELO SIMULTANEORANURADOFresado lateral: en este caso la fresa maquina el lado de una pieza de trabajo.

Fresado paralelo simultaneo: el cual es igual al fresado lateral, solo que el corte tiene lugar en ambos lados del trabajo.FRESADO CILINDRICOEn el fresado cilíndrico hay dos direcciones opuestas de rotación que puede tener la fresa con respecto al trabajo. Estas direcciones distinguen dos formas de fresado:Fresado en oposición o normal : también llamado fresado convencional, aquí la dirección de movimiento de los dientes de la fresa es opuesto a la dirección de avance cuando se realiza el arranque de viruta, es decir, cortan “contra el avance”.

Fresado concordancia: también llamado fresado tipo escalonamiento, la dirección del movimiento de la fresa es la misma que la dirección de avance cuando los dientes arrancan la viruta, es decir, cortan “con el avance”.FRESADO CILINDRICO CONVENCIONALEn el fresado convencional el máximo grosor de la viruta se encuentra al final del corte. El sentido del avance es el opuesto al sentido de la rotación de la herramienta.Pros:• La cantidad de material cortado por diente no va en función de las características de la superficie de la pieza de trabajo. • El hecho de que la superficie de trabajo sea escalada no afecta a la vida de la herramienta. • El proceso de corte es suave, siempre que los labios de la fresa estén afilados. Cons:• Los dientes de la fresa tienen tendencia a realizar pequeñas vibraciones. • La pieza de trabajo tiene tendencia a levantarse, de este modo es importante una apropiada sujeción de la pieza de trabajo. • Rápido desgaste de la herramienta comparado con el fresado inverso.• Las virutas caen enfrente de la fresa – esta disposición dificulta la operación.• Tiende a aumentar la fuerza para levantar la pieza de trabajo.• Se requiere más potencia debido a un incremento de la fricción causado por la viruta.• Acabado superficial estropeado debido al aumento de viruta arrastrada por diente.

FRESADO CILINDRICO EN CONCORDANCIA En el fresado inverso el máximo grosor de la viruta se encuentra al inicio del corte. El avance y la velocidad rotación de la herramienta tienen el mismo sentido.Pros:• Disminución de la componente de las fuerzas de corte en la sujeción de la pieza de trabajo, particularmente en las partes delgadas.• Fácil disposición de la viruta – la viruta cae detrás de la fresa.• Menos desgaste – incremento de la vida de la herramienta en un 50%.• Mejora del acabado superficial – menos viruta arrastrada por diente.• Se requiere menos potencia – pueden usarse fresas con un gran ángulo.• El fresado inverso ejerce menos fuerzas en la pieza de trabajo – elementos más simples y menos costosos.Cons:• Debido al alto resultado de las fuerzas de impacto cuando el diente establece contacto con la pieza de trabajo, esta operación debe tener una configuración rígida, y la violenta reacción debe ser eliminada con el avance del mecanismo. • El fresado inverso no es apropiado para piezas de trabajo que tienen un escalado, ni en metales con una alta generación de temperatura en el trabajo, como fundiciones y metales forjados. El escalonado de la pieza de trabajo hace que la operación sea dura y abrasiva, causando un desgaste y un daño excesivo en los dientes de la fresa, provocando así una disminución de la vida de la herramienta.

FRESADO FRONTALAl igual que en el fresado cilíndrico existen varias formas de fresado frontal, y son:Fresado convencional: se da cuando el diámetro de la fresa es más grande que el ancho que el área de trabajo.

Fresado parcial de caras: en el cual la fresa sobrepasa el área de trabajo solo en un lado.

Fresado terminal: aquí el diámetro de la fresa es menor que el ancho del área de trabajo, de manera que se corta una ranura dentro de la parte-

Fresado de perfiles: es una forma de fresado terminal en el cual se corta una parte plana de la periferiaFRESADO CONVENCIONALFRESADO PARCIAL DE CARASFRESADO DE PERFILESFRESADO TERMINAL

FRESADO FRONTALFresado de cavidades: es otra forma de fresado terminal usada para fresar cavidades poco profundas en partes planas.

Fresado de contorno de superficies: se realiza con una fresa de contorno de bola, en vez de una cuadrada, la cual se hace avanzar hacia adelante y hacia atrás y hacia un lado u otro del área de trabajo, a lo largo de una trayectoria curvilínea a pequeños intervalos para crear una superficie tridimensional. Se requiere el mismo control básico para maquinar los contornos de moldes y dados y dados en cuyo caso esta operación se llama tallado o contorneado de dados.FRESADO DE CAVIDADESFRESADO CONTORNO DE SUPERFICIES

HERRAMIENTAS DE CORTE PARA EL FRESADOUna herramienta de corte tiene uno o mas filos cortantes. El filo cortante sirve para separar una viruta del material de trabajo como se muestra en la figura. Ligadas al filo cortante hay dos superficies de la herramienta: la superficie de ataque y el flanco o superficie de incidencia. La superficie de ataque es aquella superficie que dirige el flujo de la viruta resultante en un ángulo α (ángulo de ataque), el cual puede ser positivo o negativo.La superficie de incidencia provee un claro entre la herramienta y la superficie de trabajo recién generada, protegiendo así la superficie de la abrasión que degradaría el acabado de la pieza.

HERRAMIENTAS DE CORTE PARA EL FRESADOLas herramientas de fresar se caracterizan por su diámetro exterior, el número de dientes, el paso de los dientes (entendido por paso la distancia que existe entre dos dientes consecutivos) y el sistema de fijación de la fresa en la máquina. Existen 2 tipos de operaciones frecuentes de mecanizado y son:Desbaste: La prioridad en esta operación es arrancar un volumen de metal tan eficientemente como sea posible. El mayor requerimiento es la resistencia del filo del corte. Para esta operación la velocidad de corte y el avance es baja y la profundidad de corte es alta.Acabado:El volumen del metal arrancado es menor. Tiene por objetivo obtener unas superficies que cumplan con unas exigencias de rugosidad y de tolerancias impuestas. Aquí la velocidad de corte y el avance son alto y la profundidad es baja.

HERRAMIENTAS PARA EL FRESADOLa clasificación de las fresas esta asociada con las operaciones de fresado descritas previamente. Los tipos de fresas son:Fresas cilíndricas o fresas planas: Su mango es cilíndrico y se cogen a la máquina mediante pinzas especiales de apriete de acuerdo al diámetro que tenga el mango. Su forma de trabajar es parecido a la broca, pero con un poder de corte mayor y que no hacen agujeros sino que mecanizan ranuras, chaveteros, avellanados, etc. Las más empleadas de este tipo de brocas tienen 2 ó 4 labios. Una variante de estas fresas son las que tienen forma de T y son empleadas para el mecanizado de ranuras y chaveteros.

HERRAMIENTAS PARA EL FRESADOFresas circulares: Estas fresas tienen forma de disco con un agujero central que se acopla al eje porta fresas, que le imprime el movimiento circular que tienen, suelen ser de acero rápido y la forma de los dientes les permite que sean capaces de cortar de forma frontal y lateral al mismo tiempo. Su poder de corte es mayor que el de las cilíndricas, porque tienen muchos más dientes y es más fuerte su sujeción en el eje porta fresas. Cuando el filo está deteriorado pueden ser afiladas en máquinas especiales de afilar fresas.

HERRAMIENTAS PARA EL FRESADOFresas circulares de perfil constante: Son fresas circulares cuyos dientes están tallados con una geometría especial, tales como radios o las más importantes con el perfil de los dientes de los diferentes tipos de engranaje que se pueden mecanizar en las fresas. Las fresas de engranajes están normalizadas de acuerdo con el Módulo o Diametral Pitch que tengan. El tallado de engranajes con fresadoras universales y plato divisor ya se utiliza muy poco, porque son mucho más productivo y exacto el tallado de engranajes con fresas madres, que se utilizan en otro tipo de máquina.Ejemplos: Fresas angulares de doble ángulo, fresas cóncavas y convexas

HERRAMIENTAS PARA EL FRESADOFresas de plato: Las fresas de plato son las fresas más populares en las fresadoras porque se emplean en las tareas de cubicaje de las piezas cúbicas, es decir la mecanización y planeado de las caras que componen las piezas cúbicas. Estas piezas a veces son de grandes dimensiones y tienen grandes superficies que tienen que ser planeadas. Para mecanizar estas piezas de gran tamaño se utilizan fresadoras con cabezal vertical, a las cuales se les acopla una fresa de plato tan grande como sea posible para mecanizar la pieza deseada de una sola pasada. Estas fresas de plato son de plaquetas de carburo cementado (widia : carburo de wolframio o carburo de tungsteno es un compuesto cerámico formado por wolframio y carbono) porque permiten su reposición de una forma rápida y porque pueden trabajar a velocidades de corte elevadas.

HERRAMIENTAS PARA EL FRESADOFresas madre: Para la fabricación en serie de engranajes se utilizan en unas máquinas especiales donde se pueden tallar con exactitud y rapidez todo tipo de engranajes que se utilizan en la industria. Para el tallado de engranajes cónicos helicoidales las fresas y las máquinas son de una gran dificultad constructiva y por eso sólo hay dos o tres fabricantes mundiales de este tipo de máquinas.

HERRAMIENTAS PARA EL FRESADOLas sierras circulares trabajan como fresas normales de pequeño espesor y tienen el corte periférico. Las superficies laterales no están elaboradas para que sean paralelas, sino que están retrasadas con respecto al centro 15º aproximadamente, para evitar inconvenientes debidos al calentamiento y por consiguiente la deformación.

HERRAMIENTAS PARA EL FRESADOFresa AngularFresa ConcavaFresa Cola de MilanoFresa Woodruff Para CuñeroFresa Doble Angulo

VIDA DE LAS HERRAMIENTASEl ambiente de trabajo de una herramienta durante el proceso de maquinado es muy agresivo debido a las altas temperaturas que se generan y las fuerzas realizadas para realizar el arranque de la viruta. Si las fuerzas de corte son demasiado grandes fracturan la herramienta. Si las temperaturas de corte se eleva demasiado, el material de la herramienta se ablanda y falla, y si ninguna de estas condiciones ocasionan falla en la herramienta, de cualquier manerahay una acción continua de desgaste de la herramienta (debido a la fricción constante de la herramienta con el material que esta siendo removido) que la conduce finalmente a la falla.Daños en la calidad del producto pueden ser evitados si la selección de las condiciones de corte favorecen el desgaste gradual de la herramienta, o si la herramienta se cambia antes de que ocurra una falla catastrófica.

CRITERIOS PARA LA VIDA DE LA HERRAMIENTA EN PRODUCCIONA continuación se presentan nueve criterios para determinar la vida útil de la herramienta durante las operaciones de maquinado, pero algunos de ellos tienen carácter subjetivos:La falla completa de borde cortante (por fractura, por temperatura o desgaste)La inspección visual por el operador de la máquina del desgaste del flanco. Este criterio se limita al juicio y habilidad del operador para observar el desgaste de la herramienta a simple vista.La prueba al tacto del borde o filo cortante (con la uña) por el operador.Los cambios en el sonido emitido por la operación, a juicio del operador.La viruta se vuelve más larga, enmarañada y más difícil de eliminar.Degradación del acabado superficial en el trabajo.Mayor consumo de potencia medida por un vatímetro conectado a la máquina herramienta.Conteo de las piezas de trabajo. Se capacita al operario para que cambie la herramienta después de un número específico de partes maquinadas.Tiempo acumulado de corte, el cual es similar a la cuenta de partes sugeridas anteriormente, excepto que se registra el tiempo que ha trabajado la herramienta. Esto es posible en máquinas CNC.

AFILADO DE HERRAMIENTASLa forma constructiva de las fresas de acero rápido permite que cuando los filos de corte están desgastado puedan ser afilados nuevamente mediante unas máquinas de afilar diseñadas para esta tarea. Hay un tipo de máquina afiladora universal que con los accesorios adecuados y las muelas adecuadas permite el afilado de brocas, escariadores y fresas frontales y cilíndricas.

MATERIALES PARA LAS HERRAMIENTASAl seleccionar un material para una herramienta de corte se debe tener cuenta los diferentes tipos de fallas que se pueden presentar durante el mecanizado, debido a esto, algunas de las propiedades importantes que deben poseer los materiales para herramientas son:TENACIDAD: los materiales herramienta deben tener una alta tenacidad para evitar las fallas por fractura. La tenacidad es la capacidad de un material para absorber energía sin fallar. Se caracteriza generalmente por una combinación de resistencia y ductibilidad.DUREZA EN CALIENTE: La dureza en caliente es la capacidad del material para retener su dureza a altas temeperaturas. Esta propiedad es necesaria debido a las altas temperaturas a las cuales opera la herramienta.

MATERIALES PARA LAS HERRAMIENTASRESISTENCIA AL DESGASTE: La dureza es la propiedad más importante que se necesita para resistir el desgaste abrasivo. Todos los materiales para herramientas de corte deben ser duros. Sin embargo, la resistencia al desgaste en el corte de metales no solo depende de la dureza de la herramienta, sino también de otros mecanismos de desgaste. El acabado superficial de la herramienta (una superficie más lisa significa coeficiente de fricción más bajo), la composición química de la herramienta y de los materiales de trabajo, y el uso de un fluido para corte son otros factores que afectan la resistencia al desgaste

MATERIALES PARA HERRAMIENTASLos materiales que tienen una buena estas combinación de propiedades son:Aceros al carbono de baja aleación Aceros de alta velocidad (HSS)Fundición de aleaciones de cobaltoCarburos cementados, cermets y carburos recubiertosCerámicosDiamantes sintéticos y nitruro de boro cúbico.

MATERIALES PARA HERRAMIENTASEsta tabla proporciona una lista de durezas a temperatura ambiente y de resistencia a la ruptura transversal de algunos materiales. La resistencia ruptura es una propiedad que se usa para indicar la tenacidad de los materiales.HRC: Dureza Rockwell CHRA: Dureza Rockwell AHK: Dureza Knoop

MATERIALES PARA HERRAMIENTASLa dureza Rockwell o ensayo de dureza Rockwell es un método para determinar la dureza, es decir, la resistencia de un material a ser penetrado. El ensayo de dureza Rockwell constituye el método más usado para medir la dureza debido a que es muy simple de llevar a cabo y no requiere conocimientos especiales. Se pueden utilizar diferentes escalas que provienen de la utilización de distintas combinaciones de penetradores y cargas, lo cual permite ensayar prácticamente cualquier metal o aleación. Hay dos tipos de penetradores: unas bolas esféricas de acero endurecido (templado y pulido) de 1/16, 1/8, ¼ y ½ pulg, y un penetrador cónico de diamante con un ángulo de 120º +/- 30' y vértice redondeado formando un casquete esférico de radio 0,20 mm (Brale), el cual se utiliza para los materiales más duros.El ensayo consiste en disponer un material con una superficie plana en la base de la máquina. Se le aplica una precarga menor de 10 kg, básicamente para eliminar la deformación elástica y obtener un resultado mucho más preciso. Luego se le aplica durante unos 15 segundos un esfuerzo que varía desde 60 a 150 kg a compresión. Se desaplica la carga y mediante un durómetro Rockwell se obtiene el valor de la dureza directamente en la pantalla, el cual varía de forma proporcional con el tipo de material que se utilice. También se puede encontrar la profundidad de la penetración con los valores obtenidos del durómetro si se conoce el material.El cambio de escala viene definido por tablas orientativas, puesto que no es lo mismo analizar cobre que acero. Estas tablas proporcionan información orientativa sobre qué escala usar para no dañar la máquina o el penetrador, que suele ser muy caro.

MATERIALES PARA HERRAMIENTASESCALAS DE DUREZA ROCKWELL

MATERIALES PARA HERRAMIENTASLa DUREZA KNOOP Mide la dureza en valores de escala absolutas, y se valoran con la profundidad de señales grabadas sobre un mineral mediante un utensilio con una punta de diamante al que se le ejerce una fuerza estándar. Para hacer una comparación entre durezas de los materiales, la conversión entre durezas se realiza haciendo uso de tablas como las que se muestran en la siguiente diapositiva.

MATERIALES PARA HERRAMIENTAShttp://www.ndt-ed.org/GeneralResources/HardnessConv/HardnessConv.htm

MATERIALES PARA HERRAMIENTASEsta figura muestra la dureza como una función de la temperatura para varios materiales de herramientas. En esta figura se puede observa que los aceros al carbono muestran una rápida pérdida de la dureza conforme aumenta la temperatura, mientras que los aceros de alta velocidad son sustancialmente mejores. Sin embargo el mejor comportamiento de la dureza al alta temperaturas se da en los carburos cementados y los cerámicos, donde son significativamente altos.

MATERIALES PARA HERRAMIENTASAceros al carbono y de baja aleación: este tipo de acero fue ampliamente usado antes de que fuera desarrollado el acero de alta velocidad, ya que eran los únicos materiales de corte disponibles junto con el acero Mushet (es una aleación de tungsteno, cercana al 7% a la cual se le hace un tratamiento térmico para endurecerlo).En la actualidad se usa esporadicamente en aplicaciones industriales para el mecanizad de metales.Estos aceros se usaban debido a que al ser tratados térmicamente podían adquirir una dureza relativamente alta por su alto contenido de carbono, pero por su bajo contenido de aleación tienen una dureza en caliente muy pobre, lo cual los hace inútiles para el corte de metales a altas velocidades (las cuales son muy bajas según los estándares actuales.

MATERIALES PARA HERRAMIENTASLos ACEROS DE ALTA VELOCIDAD (HSS = High Speed Steel) son aceros altamente aleados capaces de mantener su dureza a altas temperaturas. Su buena dureza en caliente permite el uso de estas herramientas a velocidades de corte más altas. Su nombre se debe a que comparados con su predecesores, estos aceros permitían realizar el corte de metales a una velocidad mucho mayor.Este tipo de acero se divide en tres tipos básicos:Tipo tungsteno (Grado T): El tungsteno es su principal ingrediente de aleación (12-20%. Con elementos adicionales como el cromo (CR) y el vanadio (V)Tipo molibdeno (Grado M): Contienen combinaciones de tungsteno y molibdeno en una combiancion 6%W y 5% Mo.

MATERIALES PARA HERRAMIENTASLos recubrimientos de ALEACION DE COBALTO contienen de 40-50% de cobalto; de 25 a 35% de cromo; y 15-20% de tungsteno con trazas de algunos otros elementos. La resistencia al desgate es muyo mayor que la del acero de alta pvelocidad pero no tante como la de los carburos cementados. Sin embargo, la tenacidad de estas herramientas es mucho mjeor que la de los carburos cemetado y no tan buena como la de los HSS. Su dureza en caliente tambien se situa entre los dos.Comercialmente su importancia no es tan alta como la de los HSS o los carburos cementados.

MATERIALES PARA HERRAMIENTASLos CERMETS son compuestos de materiales cerámicos y metálico. Los CARBUROS CEMENTADOS se incluyen técnicamente dentro de esta definición debido a diferencias en los elementos que lo componen se clasifican en una categoría aparte. El termino cermet se reserva para las combinaciones de TiC , TiN (Nitruro de Titanio) y Carbonitruro de Titanio (TiCN) usando níquel y/o molibdeno como aglutinante.Los carburos cementado son una clase de materiales duros formulados con carburo de tungsteno (WC) y manufacturados con técnicas de metalurgia de polvo en las que se utiliza el cobalto como aglutinante. Los carburos cementados también pueden tener otros compuestos dentro de la mezcla como el carburo de titanio (TiC) o el carburo de tantalio (TaC)Existen dos tipos básicos de carburos cementados (Ver norma ANSI grados C:Los grado corte material que no inlcuyen el acero (aluminio, latón, cobre, magnesio, titanio y otros materiales no ferrosos).Los grado corte material para acero con combinaciones de TiC y TaC

MATERIALES PARA HERRAMIENTASLos CARBUROS RECUBIERTOS son insertos de carburo cementado recubiertos con una o más capas delgadas de un material resistente al desgaste como el carburo de titanio, nitruro de titanio u óxido de aluminio (AL2O3). Los carburos recubiertos se usan para maquinar fundiciones de hierro y acero en operaciones de torneado y fresado. Se aplican mejor a alatas velocidades donde las fuerzas dinamicasyel choque termico son minimos.Cuando las herramientas de carburo recubierto se aplican correctamente, permiten incrementar las velocidades permisibles de corte con respecto a los carburos cementados no recubiertos. El uso de carburo recubierto se está extendiendo a metales no ferrosos y aplicaciones no metalicas para mejorar la vida de la herramienta y obtener mvelocidades de corte mas altas. Para esto se requieren diferentes materiales de recubrimiento como el carburo de cromo (CrC) nitruro de circonio ( ZrN) y diamante.

MATERIALES DE CORTE En la actualidad las herramientas de corte a base de materiales CERÁMICOS están compuestas primariamente de oxido de aluminio de grano fino, prensado y sinterizado a altas presiones y temperaturas sin aglutinante en forma de inserto. El oxido de aluminio es por lo general muy puro (99%), aunque algunos fabricantes añaden otros óxidos , como oxido de circonio en pequeñas cantidades. Las heramientas de corte de oxido de aluminio tienen más éxito en el torneado a altas velocidades de fundiciones de hierro y acero. Dichas herramientas se pueden utilizar en operaciones de acabado donde las velocidades de corte son altas y el avance y la profundidad de corte son baja, tambien se emplean en instalaciones rigidas de traajo. Cuando las herramientas de corte ceramicas se aplican apropiadamente, pueden usarse para obtener un buen acabado en las superficies. No son recomendables para operaciones interripidas de desbaste debido a su baja tenacidad.

MATERIALES DE CORTEEL DIAMANTE es el material más duro que se conoce. Como la dureza es una de las propiedades deseables para aplicaciones de esmerilado y mecanizado, es natural pensar usarlo para estas operaciones. Las herramientas de corte de diamante sintético se hace con diamante poli cristalino sinterizado. Las aplicaciones de las herramientas de corte de diamante incluyen el mecanizado de metales no ferrosos y abrasivos no metálicos como fibras de vidrio y grafito. No es practico maquinar acero y otros metales ferrosos, así como aleaciones basadas en níquel, debido a la afinidad química que existen entre estos metales y el carbono.Después del diamante el material más duro es el NITRURO DE BORO CUBICO, este material no reacciona químicamente con el hierro y el níquel como lo hace el diamante; por tanto, las aplicaciones de herramientas recubiertas con CBN se aplican para maquinar acero y aleaciones basadas en níquel.

GENERALIDADES – LA FRESADORAUna 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. En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas.Cuando el eje de la fresa es perpendicular a la superficie de la pieza que se maquina, el fresado se llama frontal.Los movimientos de trabajo de la fresadora son:Movimiento de corte: por rotación de la fresa.Movimiento de avance: por desplazamiento rectilíneo de la pieza.Movimiento de profundidad de pasada: Por desplazamiento vertical de la pieza.

MOVIMIENTOS DE LA HERRAMIENTAEl principal movimiento de la herramienta es el giro sobre su eje. En algunas fresadoras también es posible variar la inclinación de la herramienta o incluso prolongar su posición a lo largo de su eje de giro. En las fresadoras de puente móvil todos los movimientos los realiza la herramienta mientras la pieza permanece inmóvil.

MOVIMIENTOS DE LA MESALa mesa de trabajo se puede desplazar de forma manual o automática con velocidades de avance de mecanizado o con velocidades de avance rápido en vacío. Para ello cuenta con una caja de avances expresados de mm/minuto, donde es posible seleccionar el avance de trabajo adecuado a las condiciones tecnológicas del mecanizado. Movimiento longitudinal (eje X): corresponde habitualmente al movimiento de trabajo. Para facilitar la sujeción de las piezas la mesa está dotada de unas ranuras en forma de T para permitir la fijación de mordazas u otros elementos de sujeción de las piezas y además puede inclinarse para el tallado de ángulos. Esta mesa puede avanzar de forma automática de acuerdo con las condiciones de corte que permita el mecanizado.Movimiento transversal (eje Y): corresponde al desplazamiento transversal de la mesa de trabajo. Movimiento vertical (eje Z): corresponde al desplazamiento vertical de la mesa de trabajo. Con el desplazamiento de este eje se establece la profundidad de corte del fresado.Giro respecto a un eje longitudinal: según el grado de libertad U. Se obtiene con un cabezal divisor o con una mesa oscilante.Giro respecto a un eje vertical: según el grado de libertad W. En algunas fresadoras se puede girar la mesa 45º a cada lado, en otras la mesa puede dar vueltas completas.

MOVIMIENTOS RELATIVOS ENTRE PIEZA Y HERRAMIENTAMovimientos básicos de fresado.1.- Fresado frontal2.- Fresado frontal y tangencial3.- Fresado tangencial en oposición.4.- Fresado tangencial en concordancia. █ Movimiento de corte. █ Movimiento de avance. █ Movimiento de profundidad de pasada.El movimiento relativo entre la pieza y la herramienta puede clasificarse en tres tipos básicos:El movimiento de corte es el que realiza la punta de la herramienta alrededor del eje del portaherramientas.

El movimiento de avance es el movimiento de aproximación de la herramienta desde la zona cortada a la zona sin cortar.

El movimiento de profundización, de perforación, o de profundidad de pasada es un tipo de movimiento de avance que se realiza para aumentar la profundidad del corte.COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA FRESADORABastidor : es un cajón de fundición, de base reforzada, que contiene el motor y otros mecanismos de la fresadoraEje porta fresas o husillo principal: es el que sirve de soporte para las herramientas y le da el movimiento.Árbol porta fresas: es un arbon con bujes que sujetan un disco de corte o fresa circular.Soporte rígido del árbol porta fresas-Consola: sirve de apoyo para la mesa y sus mecanismos de accionamieentoMontante o guias de la consola.Esparrago roscado (Eje Z).Diales o arbol con tambor graduado eje z.Carro transversal:Soporte movilarbolportafresas.Topes mecánicos de la mesa para el avance automatico.Guia del carro transversalDial o volante con tambor graduado carro transversal (eje y)MesaCaja de cambio de velocidades para el avance automático de la mesa.Transmisión cardán para el avance automatico de la mesa.Dial para el avance longitudinal de la mesa (eje x)Fresa.j.k.

TAMBOR GRADUADO O DIALAquí podemos observar que para una vuelta de, la mesa se desplaza 5 mm, y que cada rayita equivale a 0.05 mm de desplazamiento lineal de la mesa.EQUIVALENCIA DE CADA RAYITA EN EL TAMBOREQUIVALENCIA EN DESPLAZAMIENTO LINEAL POR UNA VUELTA COMPLETA DEL DIA

TORNILLO DE ROSCA CUADRADA PARA DESPLAZAMIENTO LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL DE LA MESATORNILLO PARA DESPLAZAMIENTO LONGITUDINAL DE LA MESATUERCA GUIA UTILIZADAS PARA DESPLAZAR LA MESA, SE ENCUENTRA FIJA AL CARRO DEL EJE TRANSVERSAL

SUICHES PARA CAMBIAR EL SENTIDO DE GIRO DE LOS HUSILLOSHUSILLO HORIZONTALHUSILLO VERTICALNOTA: ver flechas de sentido de giro en las placas situadas al lado de cada suiche

FRESADORA HORIRIZONTALEs la máquina que tiene el husillo paralelo a la superficie de la mesa

FRESADORA VERTICALEl husillo de esta máquina está vertical a la superficie de la mesa

FRESADORA MIXTAEl husillo se puede colocar tanto vertical como horizontalmente sobre la mesa

FRESADORA UNIVERSALUna fresadora universal es en principio una fresadora horizontal pero con una amplitud mayor en sus posibilidades de trabajo.Las fresadoras universales tienen dos características muy especiales:Un cabezal universal de doble articulacion que le permite la inclinación del eje portafresa, formando cualquier ángulo con la mesa.La mesa puede girar en un plano horizontal hasta un ángulo de 45º en ambos sentido.

CARACTERISTICAS DE UNA FRESADORALas características de una fresadora son de especial importancia, ya que ellas nos permiten saber cuales trabajos podemos realizar en ella, y en general nos permite realizar los trabajos con mayor seguridad.Las principales características son:Dimensiones de la mesa: Largo (L) y ancho (a).Giro de la mesa en ambos sentidos: 0° ó 45°Máximo desplazamiento longitudinal de la mesa.Máximo desplazamiento transversal de la mesa.Máximo desplazamiento vertical de la consola.Máxima altura de la superficie de la mesa al husillo principal.Avances automáticos en milímetros por segundos.Velocidad y potencia del motor.Espacio que ocupa y peso.

FUNCIONAMIENTO DE LA FRESADORATodas las fresadoras son similares, lo único que varia es la ubicación de los controles eléctricos y la palancas de selección de mando, por ende es muy importante conocerlos a fondo antes de poner la fresadora en marcha.CONTROLES ELECTRICOS: Dentro de los controles eléctricos con un interruptor general, el cual permite el paso de la corriente a un interruptor secundario situados cerca de la máquina; éste da el paso de corriente al tablero de control eléctrico situado en la parte inferior del bastidor con interruptores para distribuir la corriente al motor de la caja de velocidades, al de la caja de avances y al de la bomba de refrigeración. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/2_mecanizado_fresadora/curso/index.htm

CONTROLES ELECTRICOSEste es un ejemplo de controles eléctricos para una fresadora. MOVIMIENTO RÁPIDO: APAGADO ENCENDER HUSILLO VERTICALENCENDER HUSILLO HORIZONTALAVANCES

FUNCIONAMIENTO DE LA FRESADORAVELOCIDADES: El movimiento del motor de la fresadora es transmitido al husillo principal por medio de la caja de velocidades. Para seleccionar las revoluciones del husillo se cuenta con una palanca donde se indican las diferentes velocidades.Este interruptor también sirve para invertir el movimiento de rotación del husillo principal. Después de seleccionar las revoluciones del husillo para dar movimiento a éste, se debe accionar un interruptor situado en la consola de la fresadora (en la parte delantera)

VELOCIDADES DE CORTEBOTONES PARA PROBRA QUE EL SISTEMA DE ENGRANAJES SI SE ACOPLO ADECUADAMENTE Y EL HUSILLO ESTA FUNCIONANDO BIENEste es el control para las velocidades del husillo vertical de la máquina que se esta mostrando como ejemplo. La palanca inferior muestra las velocidades que puede alcanzar el husillo, si analizamos la configuración actual el husillo estaría girando a 71 RPM ya que la palanca superior esta marcando el color rojo y la palanca inferior indica el valor 71, para que el husillo estuviera rotando a 450 RPM la palanca superior debería estar hacia el lado con el triangulo negro.

FUNCIONAMIENTO DE LA FRESADORAAVANCES: Los avances de la fresadora son independientes a las velocidades del husillo principal de la máquina y vienen dados en mm/min. En la fresadora se cuenta con los siguientes avances:Manuales: los avances manuales se dan al mover la mesa por medio de los diales de movimiento transversal, longitudinal y vertical.Automáticos: para seleccionar los avances automáticos, la fresadora esta provista de una caja de avances la cual tiene un disco donde se indican los avances existentes, además de una palanca con dos posiciones (altas y bajas) indicadas por colores (rojo y verde). Después que se selecciona el avance, para transmitirlo a mesa se dispone de unas palancas de embrague. Para los movimientos automáticos de la fresadora en los tres ejes, se disponen de unos topes de carrera, los cuales disparan automáticamente las palancas de embrague

AVANCESEMBRAGUE EJE VERTICAL (Z): la cantidad de embragues y su posición depende del fabricantePALANCA PARA SELECCIÓN DE VELOCIDAD DE AVANCE AUTOMATICO

AVANCESEsta placa se encuentra pegada cerca de la palanca de selección de avances. Allí se encuentra las velocidades de avances en mm/min que son posibles alcanzar por la máquina en los tres ejes coordenados, es decir, longitudinal, transversal y vertical.

EMBRAGUES PARA ACTIVAR O DESACTIVAR EL AVANCE AUTOMATICOEMBRAGUES PARA EJE LONGITUDINAL Y TRANSVERSALTOPES MECANICOS PARA LOS TRES EJES

ACCESORIOS DE LA FRESADORACon la finalidad de aumentar la gama de trabajos que pueden efectuarse en un a fresadora, ésta está provista de una serie de accesorio los cuales se acoplan a ella, por lo tanto es necesario conocerlos y saber cual es la función que desempeñan.

ACCESORIOS DE LA FRESADORACABEZAL UNIVERSAL: Permite dar cualquier posición al husillo y por lo tanto a la herramienta, está provisto de un alojamiento cónico para el montaje de mandriles portafresas. Este accesorio se acopla al husillo principal de la máquina. Esta compuesto por tres cuerpos. se fija en el bastidor, presenta una colisa circular en la que puede girar el resto del cabezal en un plano vertical. El ángulo se puede leer gracias a una escala graduada entre el cuerpo A y el cuerpo B.Se adapta a la base apoyada en el bastidor. Presenta otra colisa circular en la cual se apoya el tercer cuerpo. Es el cuerpo que contiene el husillo secundario de trabajo. Este cuerpo se fija al cuerpo B a través de la colisa circular de éste, en el que puede girar en un plano perpendicular al de la colisa del cuerpo A.

ACCESORIOS DE LA FRESADORAEl CABEZAL VERTICAL se monta en la fresadora horizontal cómo se muestra en la figura. Sus posibilidades son más restringidas que las del cabezal universal, ya que sólo puede girar en un plano vertical. El sistema de engranajes del mecanismo interior está en una relación tal, que le permite tener en el husillo secundario de trabajo, velocidades mayores que las del husillo principal de la máquina y del cabezal universal.CONDICIONES DE USO:Al manipularlos, evitar golpes que puedan deteriorar las superficies de apoyo.Conservar un ajuste correcto en los órganos móviles de su mecanismo.Mantenerlos lubricados.Limpiar bien el cono del husillo antes de del montaje de cualquier portaherramientas. Cuando se tenga que apretar o soltar el portaherramienta con tirante se debe fijar le mínima velocidad.Antes de poner a funcionar la maquina es conveniente hacerlo girar manualmente para verificar que el montaje se haya hecho correctamente.

ACCESORIOS DE LA FRESADORAEJES PORTAFRESAS: son accesorios que se usan para sujetar la herramienta de corte y a la vez le trasmite el movimiento que recibe del husillo. Los ejes portafresas se dividen en largos o cortos, según el tipo de fresa que se va a utilizar. El agujero roscado en un eje portafresas largo permite fijar el extremo de la barra de apriete o tirante de fijación para asegurarlo al husillo.

Las ranuras del collar impulsor encajan en las chavetas de arrastre del husillo, evitando que el eje portafresas se deslice al transmitir el movimiento.

El chavetero permite colocarle la chaveta para transmitir el movimiento y la potencia del husillo a la herramienta de corte, sin que resbale al entrar al contacto con la pieza.

La espiga roscada recibe una tuerca que aprieta y fija la fresa en su posición definitiva a traves de anillos separadores, y asi impidiendo su salida del eje En este esquema se muestra un eje porta fresas largo con sus partes principales:Eje cilíndrico.Collar impulsor.Cuerpo cónico

ACCESORIOS DE LA FRESADORALos elementos que complementan el uso y montaje del eje porta fresas son:Tirante de fijación: es una barra de acero roscada en ambos extremos, que se introduce a través del husillo para atornillarlo en el agujero roscado del eje portafresas, lo que permite fijarlo por completo ah husillo por medio de la tuerca y la contratuerca que lleva en el otro extremo.

Anillos separadores: son aros con chaveteros ajustados al eje que sirven de suplementos para la ubicación de as fresas en el eje cilíndrico. Son de largo variable para permitir diferentes combinaciones para la ubicación de las fresas.

Buje guía: sirve de apoyo al eje portafresas y evita la flexión excesiva del eje debido al esfuerzo durante el trabajo.TIRANTE O TORNILLO DE FIJACIONEJE PORTAFRESAS MONTADOAsí se ve el tornillo desde la parte de atrásTORNILLO DE FIJACION DEL EJE PORTAFRESASTORNILLO ENSAMBLADO CON EL EJE PORTAFRESAS: Así se vería internamente dentro de la fresadora

ACCESORIOS PARA LA FRESADORALos EJES PORTAFRESAS CORTOS o MANDRILES PORTAFRESAS cumplen con la misma función que los ejes portafresas largos. Su diferencia está en que el eje cilíndrico largo se reemplaza por uno muy corto y en algunos casos es eliminado por completo, según el tipo de fresa que se va a utilizar. Según las características de la fresa esos ejes portafresas se clasifican en dos tipos: para fresas con agujero y fresas con espigo.

ACCESORIOS PARA LA FRESADORALos EJES PORTAFRESAS CORTOS PARA FRESAS CON AGUJEROS se clasifican en dos tipos: de agujero liso y de agujero roscado.Los de agujero liso se clasifican según el chavetero para fresas, ya sea longitudinal (b) o transversal (a). Para estos mandriles el apriete de la fres se efectúa por medio de una tuerca o tornillo, según el diseño del mandril. El largo del vástago debe ser menor que el ancho de la fresa, en caso de ser mayor , se suplementa el ancho de la fresa con anillos separadores a fin de poder apretar la fresa contra el mandril.Los de agujero roscado tienen el vástago roscado lo que permite tomar y fijar aquellas fresas que en lugar de chavetero llevan agujero roscado.

ACCESORIOS PARA LA FRESADORALos EJES PORTAFRESAS CORTOS PARA FRESAS CON ESPIGAS se dividen en: Con espiga cónica: se utiliza cuando se van a utilizar fresas con mango cónico, las cuales se fijan al husillo por medio de las diferencias en las conicidades. Existen diferentes tipos de conicidad, que son: con conicidad interior Morse y conicidad exterior estándar americana o viceversa.

Con espiga cilíndrica: se utilizan para sujetar fresas con mango cilíndricos. Pueden ser con pinzas extensibles (para fresas de diámetro pequeño) o un mandril cuyo agujero se ajusta al diámetro de la fresa por mejor de un tornillo prisionero contra una muesca plana de la fresa.

Con espiga cilíndrica porta pinzas: este tipo de mandril utiliza diferentes tipos de pinzas para que se ajusten al diámetro de la fresa. Las pinzas son un cuerpo cilíndrico hueco ranurado a lo largo en forma parcial y con una parte cónica, que permite el cierre de la pinza sobre la pieza.ACCESORIOS DE LAFRESADORALos ACCESORIOS DE FIJACIÓN, como su nombre lo indica son utilizados para sostener sobre la mesa las piezas, y son:PERNOS: se montan sobre las ranuras en T de la mesa.BRIDAS: son piezas de acero forjado en forma plana o acodada con una ranura central para introducir el tornillo de fijación .CALCES: son elementos de apoyo, de acero o hierro fundido y mecanizados. Pueden ser planos, escalonados, en “V” y regulables..GATOS: son elemento s de apoyo, generalmente de acero, compuestos de un cuerpo y un tornillo con una contratuerca para bloquearlo. La parte superior puede ser articulada o fija.ESCUADRAS: son elementos cuyas caras (planas) forman un ángulo de 90°. Tienen diversos tamaños y poseen agujeros por donde se introducen los tornillos de fijación. TORNILLO PARALELO (prensa): con base graduada en grados y giratoria.CONTRAPUNTO: para sostener piezas largas, las cuales no se pueden fresar al aire.Estos elementos deben mantener sus caras lisas y sin deformaciones para ser utilizados. A demás deben ser limpiados y engrasados después de ser utilizados

PERNOS PARA LA FIJACION DE LA PIEZAPERNO SIN TORNILLOPERNO CON TORNILLO: el tornillo es un eje roscado a ambos lados

ACCESORIOS DE LAFRESADORAEl CABEZAL UNIVERSAL DIVISOR es un accesorio de la fresadora, en realidad es uno de los accesorios más importantes, diseñado para ser usado en la mesa de la fresadora. Tiene como objetivo primordial hacer la división de la trayectoria circular del trabajo y sujetar el material que se trabaja. El eje portafresas que posee el cabezal se coloca formando cualquier ángulo con la superficie de la mesa. Este accesorio se acopla al husillo principal de la máquina, permitiéndole realizar las más variadas operaciones de fresado. Es un accesorio muy preciso y versátil. Sujeta la pieza en uno de sus extremos, bien sea en la copa universal, entre copa y punta o entre puntas y es posible producirle un movimiento giratorio a la pieza en combinación con el movimiento longitudinal de la mesa para el fresado de hélices.

ACCESORIOS DE LAFRESADORALos divisores universales pueden variar en su diseño y forma, pero su principio de funcionamiento es el mismo. Su estructura fundamental tiene dos partes:a) BASE: La base es un caja de hierro fundido que se fija en la mesa de la fresadora. Presenta una cornisa circular que permite al cabezal girar en el plano vertical. Tiene escala graduada para fijar los grados. Su objetivo principal es servir de cuña al cuerpo orientable. Lleva una escala de referencia que permite controlar la inclinación del cuerpo orientable.b) CUERPO ORIENTABLE: Es una carcasa con dos extremos salientes cilíndricos, los cuales se apoyan en la base del divisor y permiten orientar e inclinar el eje del husillo a cualquier ángulo respecto de la mesa. Dentro de sí contiene el conjunto de órganos, que es la parte más importante del divisor, y que permite dar a la pieza los movimientos para hacer cualquier número de divisiones.

ACCESORIOS DE LAFRESADORAMESA CIRCULAR DIVISORIA o divisor vertical es un plato circular para divisiones verticales en trabajos donde la posición de la pieza debe ser perpendicular al husillo.

MONTAJE DE UNA MESA CIRCULAR DIVISORIA Aquí se muestra el montaje para realizar un engranaje, en este momento se esta haciendo un desbaste usando una fresa de disco.

ACCESORIOS DE LA FRESADORALas PRENSAS son un accesorio de dos mandibulas, una fija y una movil. Y se clasifican en : de base fija, de base giratoria , de base giratoria e inclinable o inclinables.

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