Operaciones de Fresado: Tipos, Técnicas y Aplicaciones

Fresado: Tipos, Técnicas y Aplicaciones

Movimientos Fundamentales del Fresado

Movimiento de corte: Es el originado por el giro de la fresa sobre su propio eje.
Movimiento de avance: Es el originado por el desplazamiento horizontal de la pieza.
Movimiento de penetración: Es el desplazamiento vertical de la pieza o de la fresa. El valor de la penetración dependerá fundamentalmente de si la pasada es de desbaste o de acabado.

Tipos de Fresadoras

Según la posición del eje horizontal:

Horizontal
Vertical
Universal

Según la forma de dar la pasada:

De consola/ménsula: La mesa portapiezas es la que se aproxima a la fresa.
De bancada: La herramienta es la que se aproxima a la pieza.

Fresadora Universal (Partes)

El cuerpo: En su interior se suele encontrar el motor de accionamiento y la mayoría de los mecanismos y sistemas de engrase y refrigeración.
El puente: Tiene la finalidad de servir de soporte a la luneta, que sujetará el eje portafresas por su extremo libre, unido con el cuerpo de forma que permite desplazarse linealmente y bloquearse cuando haya adquirido la posición adecuada.
El conjunto de mesas: Consta de la propia mesa, carro portamesa y ménsula.
Cabezal universal: Se trata de un importante dispositivo que puede acoplarse a cualquier máquina universal y aumenta las prestaciones de la fresadora.

Tipos de Avances en la Fresa

Avance por diente (mm/diente): Es el desplazamiento que sufre la fresa entre diente y diente de la herramienta.
Avance por vuelta: Es el desplazamiento que sufre la pieza por cada vuelta completa de la herramienta.
Avance por minuto: Representa el desplazamiento que sufre la herramienta respecto a la pieza en un minuto.

Diferencia entre Profundidad de Pasada Axial y Radial

Cuando se trabaje con fresas de disco se aplicarán profundidades de pasada radiales. Al emplear un plato de fresar, la profundidad será axial.

Trabajos Característicos de Fresado

Planeado: Es la operación más rudimentaria realizada en la fresadora, consiste en obtener una superficie plana por medio del fresado.

Tipos de pasos:

Grueso: Cuando se trate de operaciones inestables o se trabaje con máquinas que tienen la potencia limitada. Son ideales para mecanizar materiales no ferrosos, ya que generan virutas largas.
Medio: Cuando las condiciones son estables y se requiera buena productividad. Se empleará en el mecanizado de aceros, aceros inoxidables y superaleaciones termo resistentes.
Fino: Se suele emplear para el mecanizado de fundiciones y en altas productividades de piezas delgadas.

Ranurado: Es una operación muy habitual dentro del fresado que intercala el fresado periférico con el fresado plano. Para realizar este trabajo se pueden emplear distintos tipos de fresas: de ranurar, de filo largo, de disco (las más recomendables por estabilidad y productividad). La selección de la herramienta se realiza en función del tipo de ranura a ejecutar. El empleo de fresas de disco implicará utilizar fresadoras horizontales.

Ángulo de posición: Es el que forma el filo principal y la superficie de la pieza (influye en el espesor de la viruta, fuerzas de corte y en la vida útil de la herramienta.

Elección de la fresa y procedimiento para planear: Para determinar el diámetro de la fresa tenemos que fijarnos en las dimensiones de la pieza. Esto minimiza los esfuerzos de corte de la máquina. Si el ancho de la pieza fuese muy grande, superando el diámetro de la mayor fresa que pudiésemos aplicar a la máquina, el planeado se realizará en varias pasadas.

Comportamiento de la fresa y fuerzas generadas: Durante el mecanizado, las plaquitas presentes en la fresa ejecutan tres fases, que son: la entrada en la pieza, el arco de empane que ejecuta el corte y la salida del corte. El metal duro soporta grandes esfuerzos de compresión, pero no de tracción. Será interesante que en la entrada de la pieza, la cuchilla empiece arrancando la mayor cantidad de viruta.

Escuadrado de superficies: Es necesario finalizar una superficie plana contra otra perpendicular a la anterior. Se generan dos superficies en una misma operación. Se pueden emplear: fresas de escuadrar tradicionales, fresas de filo largo, fresas de vara o de ranurar y fresas de disco.

Fresado Convencional:

Este fresado tiene lugar cuando la pieza se desplaza en sentido contrario al giro de la fresa. Las fuerzas que se generan en el corte se dirigen de forma opuesta al avance.
Al iniciarse el corte, la herramienta comienza rozando la pieza, lo que genera vibraciones perjudiciales para la plaquita, ya que sus filos martillean y es posible que la cuchilla se dañe. El calor generado por la acción lo absorbe la herramienta.

Fresado Descendente: En la actualidad es el más recomendado. La fresa gira en el mismo sentido que avanza la pieza, logrando penetrar en el material con carga de viruta, reduciéndose en la evolución del corte. Con ello conseguimos disminuir el calor absorbido por la plaquita. Aparecerán vibraciones, ya que cada diente golpea la pieza al iniciar el corte, pudiendo incluso flexionar el eje portafresas, pero el mayor riesgo es el efecto trepado, es decir, la fresa intenta escalar por la superficie de la pieza.

Cajeado y Chaveteado: Para el fresado de chaveteras y cajeras es necesario que la herramienta taladre hasta la profundidad determinada y que se desplace en dirección radial. Es muy importante en este trabajo ayudar a la evacuación de la viruta, para ello se suele usar refrigerante a presión o aire comprimido. Estas fresas son las únicas herramientas capaces de generar ranuras cerradas, independientemente de que sean rectas o curvas, ya que van a poder trabajar en dirección axial.

Tallado: Consiste en hacer los dientes a ruedas para formar engranajes. No obstante, este tipo de trabajo no es muy usual hacerlo en la fresadora, ya que existen máquinas denominadas talladoras, mucho más versátiles para esta operación. A mayor número de dientes, perfil hueco mayor. Sería necesario tener una fresa para cada módulo y para cada número de dientes (infinitas herramientas). Se normalizó para módulos de 1 a 8 (8 fresas por módulo), de 10 en adelante (15 fresas por módulo).

Sobre aparato divisor:

Se montan las piezas cilíndricas.
La pieza debe quedar perfectamente centrada para trabajar aceptablemente.
La sujeción puede ser al aire o entre plato y punto. Además de comprobar que la pieza se encuentre centrada, se verificará su nivelación.

Sobre mesa giratoria: Provista de una mesa ranurada, sobre la que se fijará la pieza a mecanizar. Podemos decir que esta mesa es similar a un aparato divisor provisto de plato plano de agujeros.

Parámetros de corte y número de pasadas:

Velocidad de corte: Son los metros de viruta que arranca la fresa en un minuto.
Avance: Es la velocidad con la que se desplazan los carros.
Profundidad de pasada: Es el espesor de la viruta arrancada.

Tiempos de corte:

Es el tiempo que dura el proceso de arranque de viruta, sin la participación directa del operario.
Tc: Tiempo de pasada x número de pasadas
Tp: Recorrido de la mesa / avance

Recorrido de la mesa:

Recorrido en fresado frontal: Longitud pieza + Ø fresa + desahogo
Recorrido fresado tangencial 1 cara: Longitud pieza + C + desahogo
Recorrido en fresado tangencial de 2 o más caras: Longitud pieza + 2 x C + desahogo

Aparato y mesa divisor:

Aparatos divisores giratorios
Aparatos divisores lineales

Aparato divisor giratorio:

Pueden ser horizontales, verticales o mixtos, en función del eje principal.
El giro de la manivela transmite el movimiento al sinfín y este hace girar a la rueda cóncava que proporciona el giro a la pieza.
En el eje del tornillo sinfín se encontrará un plato de agujeros.

Cuatro posibles casos:

División simple
División diferencial
División angular
Ranuras helicoidales

División diferencial: Se emplea cuando el problema no se puede resolver por división simple. Con la división diferencial, al girar la manivela se provoca, mediante un tren de ruedas, el giro del plato de agujeros, lo cual compensa la diferencia de divisiones utilizadas en el cálculo.