Fresadora vc, va, n, tiempo (3)

1. PARAMETROS QUE DEBEN TENERCE PARA SELECCIONAR
LA 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.
Velocidad de corte en el Fresado

2. Velocidad de corte en el Fresado
Donde Vc es la velocidad de corte, n es la velocidad
de rotación de la herramienta y Dc es el diámetro de la
herramienta.

3. Ejemplo:
Para una fresa cilindrica frontal siendo el diámetro d= 80mm y
n=70 rev/min , se tiene :
Vc = d . π . n
1000
Vc = 80 mm x 3.1416 x (70/min)
1000
Vc = 17.6 m/min

4. Velocidad de rotación de la herramienta
La velocidad de rotación del husillo portaherramientas se expresa
habitualmente en revoluciones por minuto (rpm).
En las fresadoras convencionales hay una gama limitada de velocidades,
que dependen de la velocidad de giro del motor principal y del número de
velocidades de la caja de cambios de la máquina.
En las fresadoras de control numérico, esta velocidad es controlada con
un sistema de realimentación en el que puede seleccionarse una
velocidad cualquiera dentro de un rango de velocidades, hasta una
velocidad máxima.

5. Ejemplo:
Para trabajar una pieza de St 34 se dispone de una fresa cilíndrica
de 50 mm diám. La revolución de corte según es para el desvastado
Vc=17 m/min y para el alisado o afinado, Vc=20 m/min. Se desea
calcular los números de revoluciones con que se ha de trabajar
teniendo la fresadora el siguiente escalonamiento de revoluciones :
16, 22.4, 31.5 , 35, 63, 90 , 125, 180, 250, 355, 500, 710 (serie DIN)
Solución:
Desvastado:
n = Vc .1000 = 17 m/min . 1000 = 108.2 /min
d . Π 50mm x 3.1416
Se elije n= 90 rev/min
Afinado :
n = Vc .1000 = 20 m/min . 1000 = 127.3 /min
d . Π 50mm x 3.1416
Se elije n = 125 rev/min

6. Una fresa cilíndrica de 60 mm diámetro hace 75
rev/min. Determínese si la fresa va sobrecargada,
siendo la máxima velocidad de corte admisible de 15
m/min.
Solución:
d=60 mm n=75 rev/min
Vc(máxima)= 15 m/min
Vc = d x π x n = 60 x π x 75
1000 1000
Vc = 14.13 m/min
Vc=14.13 m/min < Vc(máxima)= 15 m/min
No está sobre cargada

7. Velocidad de avance
Diagrama de fresado frontal.
p: profundidad de pasada
la: longitud de corte efectiva
l: longitud de arista de corte
Κr: ángulo de posición.
El avance o velocidad de avance en el fresado 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.

8. Sierras
b= 2.5 mm
desbaste afinado desbaste afinado desbaste afinado desbaste afinado desbaste afinado desbaste
a=5 a=0.5 a=5 a=0.5 a=5 a=0.5 a=5 a=0.5 a=5 a=0.5 a=10
vc 17 22 17 22 18 22 17 22 20 30 45
S' 100 60 100 70 100 40 50 120 20 50 50
vc 14 18 14 18 14 18 15 19 16 23 35
S' 80 50 90 55 80 30 40 100 65 40 40
vc 10 14 10 14 12 14 13 17 14 18 25
S' 50 36 55 42 50 25 20 65 36 30 30
vc 12 18 12 18 14 18 15 19 16 24 35
S' 120 60 140 70 120 40 60 120 100 90 50
vc 35 35 36 55 36 55 35 55 50 60 350
S' 70 50 190 150 150 75 80 120 200 120 200
vc 200 250 200 250 200 250 160 180 250 300 320
S' 200 100 250 110 200 100 90 120 250 90 180
Materiales ligeros
Fundición gris
Latón
Acero aleado
hasta 75 kg/mm2
Acero aleado
hasta 100 kg/mm2
Profundidad
Acero sin alear
hasta 65 kg/mm2
Fresa de vástago
b=25 mm
Platos de
cuchillas b=180
Acabado
Material de trabajo
Fresa cilíndrica
b=100 mm
Fresa frontal
b=70 mm
Fresa de disco
b= 20 mm
a= 5 mm equivale a desbastado
a = 0.5 mm equivale a afinado
b = ancho de la fresa en mm
vc = Velocidad de corte en m/min
S'= Velocidad de avance en mm/min
Velocidad de corte (Vc) y Velocidad de Avance (S’)

9. Velocidad de avance
Si el avance Su para una revolución de la fresa, es multiplicando
el número de dientes Z de la fresa por el avance Sz de cada diente
Su = Z . Sz
Su : Avance por revolución
Sz : avance por diente
Z : dientes de la fresa
En el caso de n revoluciones de la fresa por
minuto, el avance por minuto, es decir la
Velocidad de Avance S’ se deducirá de:
S´= n . Su = n . Z . Sz
Si se pone n = Vc .1000
d . Π
Se Tendrá
S´ = 1000 .Vc . Z . Sz
d . Π|

10. Velocidad de corte (V|c) y Velocidad de Avance por diente (Sz)

11. Ejemplo:
Se trata de determinar la velocidad de avance necesaria para una
fresa de seis dientes, 50 mm diam. . Las velocidades de corte son
en el desvastado V1= 17 m/min , en el afinado V2=22 m/min y el
avance por dientes en el primer caso es de Sz1=0.18 mm y en el
segundo caso 0.08 mm. Los números de revoluciones son
regulables escalonadamente: 16, 22.4, 31.5 , 35, 63, 90 , 125,
180, 250, 355, 500, 710 (serie DIN)
.
Solución:
a) Los Números de revoluciones son:
n1 = 90 rev/min n2 = 125 (problema anterior de Vc)
b) Velocidad de Avance:
Desbaste:
S´1 = Sz1 . Z . n1 = 0.18 mm .6 . 90 /min = 97.2 mm/min
Afinado:
S´2 = Sz2 . Z . n2 = 0.08 mm .6 . 125 /min = 60.96 mm/min

12. ¿Qué número de dientes tiene que tener una fresa
cuando se ha de trabajar con un número de revoluciones
n = 180 rev/min, con un avance por diente Sz = 0,05 mm y
una velocidad de avance S' = 72 mm/min?
Solución:
Sz = 0.05 mm. S’= 72 mm/min n = 180
rev/min
S’ = n x Z x Sz
Z = S’__ = 72 mm/min___
n x Sz 180/min x 0.05 mm.
Z = 8 dientes

13. ¿Qué magnitud tiene el avance por diente para una fresa
de 12 dientes cuando el número de revoluciones es n =
180 rev/min y la velocidad de avance es s' = 120
mm/min?
Solución:
Sz = ? Z = 12 dientes n = 180 rev/min
S’ = 120 mm/min
Sz = S’ x d x π__ S’ = n x Z x Sz
1000 x Vc Z
Sz = S’_ = 120 / (180 x 12) = 0.05 mm.
n xZ

14. Una fresa de 90 mm diámetro con z = 12 dientes ha de
trabajar con una velocidad de corte vc = 14 m/min y una
velocidad de avance s' = 90 mm/min. Determínese el
avance por diente de la fresa.
Solución:
d= 90 mm Z=12 dientes Vc= 14 m/min
S’ = 90 mm/min Sz = ??
S’ = 1000 x Vc x Z x Sz
d x π
Sz = S’ x d x π__ = 90 x90 x π__
1000 x Vc x Z 1000 x 14 12
Sz = 0.15 mm.

15. CALCULO DEL TIEMPO PRINCIPAL EN EL FRESADO
Tiempo Principal =Recorrido de la mesa de fresar (mm) = L
Velocidad de avance (mm/min) S’
Calcúlese el tiempo principal para mecanizar una pieza de 280 mm
de longitud. Datos: La = 30mm; Lu = 5mm; s’= 100mm/min
p

16. Determinación de los recorridos de arranque y de
rebase:
En el fresado de rodadura (así como en el trabajo con fresa
de forma o con juego de fresas).
Según el teorema de Pitágoras se tiene:
______________ __________________
la =  d²/4 – (d/2 – p) ² la=  d²/4 – d²/4 + d.p - p²
________
la =  d.p - p²
p = Profundidad de corte
d = Diámetro de la fresa
para lu (rebase) se
suponen unos 2 ... 5 mm
p p

17. En fresado de ranuras con fresa de disco:
Para el desbastado en el fresado de rodadura
________
la =  d .p - p2 lu = 2 ... 5 mm
Para el afinado la fresa debe salir totalmente y por tanto se tiene:
________
lu = la +  2 mm lu =  d . p - p2 + 2 mm
p

18. En el fresado frontal (refrentado) :
El recorrido de arranque y el de rebase dependen de la anchura
de la pieza, del diámetro de la fresa, de la posición de ésta
respecto al centro de la pieza y además, de si se trata de
desbastado o afinado.
Desbastado:
El eje de la fresa pasa por el centro de la pieza :
______
la = d/2 –y y² = (d/2)² - (b/2)² = 1/2  d² - b²
_____
la = d/2 –1/2 d² - b²

19. En el fresado frontal (refrentado) :
El eje de la fresa pasa fuera del centro de la pieza:
c = distancia entre el eje de la fresa y el de la pieza
lu = unos 3 ... 5 mm
_______________ __________________
la = d/2 –y y =  (d/2)² - (b/2 + c)² =  d²/4 - b²/4 – b.c - c ²
________________
la = d/2 - (d²-b²)/4 – b.c - c ²
_______________
la = d/2 – 1/2d²- b² - 4b.c - 4c ²

20. En el fresado frontal (refrentado) :
Afinado :
Recorrido de trabajo L en el afinado
con fresas frontales.
la = d/2 lu = d/2 +2
la + lu = d +2 mm

21. Ejemplos:
1. Un listón de guía de 420 mm de longitud en bruto ha de ser
aplanado con una fresa de rodadura que tiene d = 70 mm
diámetro. Profundidad de corte p = 5 mm, velocidad de avance s'
= 80 mm/min. Para lu vamos a suponer un valor de 3 mm. Se trata
de calcular el tiempo principal.
Solución:
L = l + la + lu
______ ___________________ ______
la =  d.p - p² =  70 mm . 5 mm - 25 mm) =  325 mm² = 18,02 mm
L = 420 mm + 18 mm + 3 mm = 441 mm
tprinc. = L = 441 mm = 5,5 min
S’ 80 mm/min

22. Una superficie de l=500 mm de longitud en bruto y de b=125 mm de
anchura en bruto va a ser primeramente sometida a un desbastado para
aplanarla, con un' cabezal de cuchillas de
diámetro d = 175 mm (velocidad de avance s' = 70 mm/min, lu = 3 mm, eje
de la fresa desplazado en c = 10 mm respecto al de la pieza) A
continuación hay que afinar la pieza con la
misma fresa (s’= 50 mm/min).
Solución:
Desbastado:
L = l + la + lu
______________
la = d/2 – ½ d²-b²-4b.c – 4c² =
_____________________________________
= 87.5 mm - ½30625 mm²- 15625 mm- 5000 mm²- 400 mm² =
_________
= 87.5 mm - ½ 9600 mm² = 87,5 mm-49 mm = 38,5 mm
L = 500 mm + 38,5 mm + 3 mm = 541,5 mm
tprinc. = L/s’= 541,5 mm= 7,74 min
70 mm/min
Afinado:
L = l + la + lu = l + d + 2 mm = 677 mm
tprinc = L/s’ = __677mm = 13,54 min
50mm/min

23. Una banda de guía de 700 mm de longitud se quiere empezar por desbastarla
para después afinarla utilizando una fresa de rodadura de 75 mm de
diámetro. La velocidad de avance es s' = 80 mm/mín en el desbastado y
S’=40mm/min en el afinado. Profundidad total de corte a=5 mm, de esta
profundidad debe quedar 0,5 mm para el afinado. Se trata de calcular el
tiempo principal.
Solución:
D=75 mm S’(d)=80 mm/min (desvastado) S’(a)= 40 mm/min (afinado)
p = 5 mm. Pero p(desvastado)=4.5 mm y p(afinado) = 0.5 mm
T princ.= L/S’ = ?? L = la + lu + l
Desvastado:_ ____________
la =  dxp - p² =  75x4.5 – 4.5² la = 17.81 mm
lu = 5 mm (se asume)
L = 17.81 + 5 + 700 = 722.81 mm.
T princ.= 722.81/80 = 9.04 min
Afinado:__ ____________
la =  dxp - p² =  75x0.5 – 0.5² la = 6.1 mm.
lu = la + 2 mm = 6.1 + 2 lu = 8.1 mm.
L = 6.1 + 8.1 + 700 = 714.2 mm.
T princ.= 714.2/40 = 17.05 min.
Tt princ.= 9.04 + 17.05 = 26.09 min

24. Una superficie de apoyo de 600 x 150 mm ha de ser desbastada, y luego
afinada, con un cabezal de cuchillas de diámetro d = 210 mm.
Desbaste: s' = 50 mm/min, lu = 5 mm; Afinado: s' = 42 mm/min.
El eje de la herramienta va desplazado en 1/10 de la anchura de la pieza
respecto al eje de ésta. Se quiere calcular el tiempo principal.
Solución:
D=210 mm l=600mm. b=150mm.
S’(desbaste)=50 mm/min. lu=5mm
S’(afinado) = 42 mm/min C=1/10(b)=1/10(150)=15 mm.
Desvastado:
Tprinc=L/S’ L=l+la+lu _________________________
la= d/2-1/2d²-b²-4bc-4c² = 210/2 – 1/2 210² - 150² - 4(150)15 – 4(15²)
la = 50.9 mm.
L = 600 + 50.9 + 5 = 655.9 mm.
Tprinc = 655.9 / 50 = 13.1 min.
Afinado:
la = d/2 = 210/2 = 105 mm. Lu= d/2 + 2 = 210/2 + 2 = 107 mm.
L = 600 + 105 + 107 = 812 mm.
Tprinc= 812/42 = 19.33 min
Ttprinc= 13.1 + 19.33 = 32.43 min.