INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA UNIVERSIDAD DAVINCI
CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO CNC UNIDAD II MÁQUINAS CONVENCIONALES TEMA 2.3 Definición, características y funcionamiento de una Fresadora
Facilitador y desarrollador de materiales: Victor Raúl Camargo Ruiz
Abril 2016 2.3 Definición, características y funcionamiento de una Fresadora
El fresado es un proceso de fabricación con desprendimiento de viruta destinado a la producción de piezas con formas múltiples, realizado en una máquina herramienta llamada fresadora. Para lograrlo se utiliza una herramienta que gira y ataca a una pieza mecánica mientras esta se mueve. Podemos definir entonces a la Fresadora como una máquina herramienta que permite el mecanizado de piezas con arranque de viruta, que utiliza una herramienta que rota y ataca a una pieza mientras hay movimiento relativo entre ellas. Dicha herramienta recibe el nombre de Cortador o Fresa. La fresadora es la Máquina herramienta Industrial de mayor versatilidad, con los accesorios suficientes puede producir casi cualquier componente. Se dice que con una fresadora y los accesorios necesarios, podemos fabricar otra fresadora. Partes de una Fresadora: Las partes principales de una Fresadora son: •
La Base. Es la estructura que soporta a los demás componentes de un a fresadora, generalmente está hecha de acero para maquinaria, y de acuerdo a su tamaño y a su robustez brindará precisión en los maquinados.
•
La Columna. Es el componente de soporte vertical que da robustez y soporte a la mesa y al husillo donde se montará la herramienta, en muchas ocasiones la base y la columna integran un mismo componente.
Figura 2.3.1. Fresadora Vertical
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La consola. Es un componente que permite el ascenso o descenso de la
mesa, ademĂĄs de sus movimientos horizontales.
Figura 2.3.2. Consola •
La mesa. Es un elemento que soporta y se mueve con la pieza a maquinar. Presenta movimiento longitudinal y transversal, sobre la consola.
Figura 2.3.3. Mesa de Fresadora
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El husillo. Es el elemento que soporta y hace girar a la herramienta, dependiendo del tipo de fresadora puede ser horizontal o vertical.
Figura 2.3.4. Husillo
Tipos de Fresadoras Los principales tipos de Fresadoras son:
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Fresadora Vertical. Nombrada así porque el eje de giro de la herramienta es vertical. Utiliza herramientas llamadas coronas y cortadores de tipo recto o de bola.
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Fresadora Horizontal: Su husillo gira sobre un eje horizontal utilizando cortadores con forma de disco.
Figura 2.3.5. Fresadora Horizontal •
Fresadora Universal: Con la posibilidad de girar el ángulo del husillo y además una base con movimientos lineales y giratorios.
TIPOS DE FRESADO El proceso de fresado se divide en dos grandes tipos: •
Fresado periférico.
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Fresado frontal.
Así mismo con cada tipo de fresado se pueden realizar operaciones para la fabricación de piezas que se describirán en cada caso, resaltando sus características principales.
FRESADO PERIFÉRICO El fresado periférico se caracteriza por el hecho de que el eje de giro de la herramienta es paralelo a la superficie que se está maquinando y el desbaste se realiza por los bordes de la periferia y una región de las caras planas del cortador. Este maquinado utiliza cortadores con forma de disco o cilindro. Así mismo podemos encontrar las siguientes operaciones que se pueden realizar a partir del fresado periférico.
Figura 2.3.6. Cortadores para fresado periférico
Planeado. En esta variante de fresado la herramienta se desplaza por toda la superficie de la pieza.
Figura 2.3.7. Planeado perifĂŠrico
Ranurado. Se obtiene cuando el ancho de la herramienta es inferior al ancho de la cara donde se trabaja.
Figura 2.3.8. Ranurado
Figura 2.3.9. Ranurado en superficies cil铆ndricas
Fresado de aserrado. Es una variante del ranurado que se logra usando cortadores delgados que permiten cortar la pieza en dos. Fresado lateral. Se logra cuando se ataca un lado de la pieza de trabajo generando un escal贸n.
Figura 2.3.10. Fresado lateral
Fresado de formas especiales. Fundamentalmente utilizado para la formaci贸n de engranes, cremalleras o bien otras formas para aplicaciones espec铆ficas.
Figura 2.3.11. Tallado de engranes
Variantes de fresado periférico Dentro del fresado periférico encontramos dos variantes basándonos en las posibles direcciones de giro de la herramienta y de desplazamiento de la mesa de trabajo. Fresado ascendente En el fresado ascendente o convencional la herramienta gira en una dirección que se enfrenta al desplazamiento de la mesa, de manera que al inicio la viruta cortada por un diente es delgada y termina ancha al alejarse el diente de la pieza. Además, las fuerzas de corte provocan que la pieza tienda a alejarse de la mesa de trabajo. Ventajas: El proceso de corte es gradual, e inicialmente suave. Desventajas: •
Los dientes de la fresa tienen tendencia a realizar pequeñas vibraciones afectando el acabado.
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La pieza maquinada tiende a levantarse, por lo que se requiere una sujeción muy firme.
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La vibración genera un mayor desgaste de la herramienta.
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Las virutas quedan en la dirección de la fresa afectando el acabado.
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Se requiere más potencia debido la presencia de la viruta que queda frente a la herramienta.
Fresado descendente En el fresado descendente o inverso la herramienta gira en una dirección que no se contrapone al movimiento de la mesa de trabajo. De manera que la viruta a la penetración de cada diente es muy gruesa y se va adelgazando con la combinación de movimientos hasta que es muy delgada al alejarse el diente de la
pieza. En este caso las fuerzas de corte provocan que la pieza se recargue en la mesa de trabajo. A continuación, se presentan algunas ventajas del fresado inverso: •
Se disminuyen las fuerzas requeridas para la sujeción de la pieza de trabajo.
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La viruta cae detrás de la fresa.
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En ciertos materiales que no incrementan demasiado su temperatura al corte se logra un menor desgaste por que la viruta generada por cada diente es menor, con un incremento de la vida de la herramienta hasta en un 50%.
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Mejora del acabado superficial, ya que hay menor arrastre de la viruta.
Las desventajas de este tipo de fresado son: •
Existen altas fuerzas de impacto iniciales por cada diente al hacer contacto con la pieza maquinada.
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Se requiere un mejor manejo del avance del mecanismo de la mesa contra el giro de la herramienta.
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No se considera adecuado en metales con una alta generación de temperatura en el trabajo (por ejemplo, fundiciones).
Figura 2.3.12. Fresado ascendente y descendente
FRESADO FRONTAL Este tipo de fresado se logra cuando el eje de giro de la herramienta es perpendicular a la superficie principal a maquinar. El corte se logra principalmente con la cara inferior de la herramienta y una parte de su periferia.
Figura 2.3.12. Cortadores para fresado frontal
Figura 2.3.13. Cortadores para fresado frontal con insertos intercambiables
Las principales operaciones de fresado frontal son: Planeado. Se logra formando una superficie plana mientras a lo largo de toda la superficie de la pieza.
Figura 2.3.14. Planeado
Taladrado. Se logra haciendo penetrar la herramienta mientras gira en la pieza hasta cierta profundidad. Existen dos tipos de taladrado: •
De un solo paso.
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De varios pasos.
Figura 2.3.15. Taladrado
Machueleado. Es la generaci贸n de roscas interiores a trav茅s de herramientas dise帽adas para este fin (Machuelos). El uso de estas herramientas requiere una interpolaci贸n de movimientos especiales entre avance y giro.
Figura 2.3.16. Machueleado
Cajeado. Se logra haciendo penetrar la herramienta a cierta profundidad de la pieza y dando forma a la cavidad. Normalmente se trabajan tres tipos de cajeado:
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Cajeado rectangular.
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Cajeado circular.
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Cajeado de formas especiales.
Figura 2.3.17. Pieza cajeada circularmente
Ranurado: se logra haciendo penetrar el cortador mientras gira, en la superficie de la pieza y desplazándolo en una dirección controlada abriendo una ranura.
Figura 2.3.18. Ranurado
Dentro del ranurado se encuentran diversas variantes conocidas como “Tallado de ranuras con perfiles especiales” entre las que se destacan: •
El formado de ranuras en “T” utilizadas generalmente para clampeo.
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El formado de ranuras en forma de “Cola de milano” que se utilizan como guías.
Figura 2.3.19. Ranurado en “T”
Figura 2.3.20. Cortador para Cola de Milano
Fresado con formas de cortador especial. Se tiene una gran cantidad de cortadores que generan formas particulares durante su tallado, por ejemplo, avellanadores y cortadores de bola.
Figura 2.3.21. Cortadores para formas especiales
Fresado tridimensional: Se logra con movimientos interpolados sobre los tres ejes para lograr formas complejas (por ejemplo, semiesferas).
Figura 2.3.22. Fresado tridimensional
CONCLUSIÓN La fresadora es la máquina herramienta más completa para los procesos productivos, la única desventaja es que su velocidad de producción no es la más alta, por lo que debe trabajarse con las herramientas y accesorios para elevar al máximo la producción.
REFERENCIAS Schvab, L. (2011). Máquinas y herramientas. Guía Didáctica. Buenos Aires, Argentina: Ministerio de Educación.
REFERENCIAS DE IMÁGENES Cortador para Cola de Milano http://foro.metalaficion.com/index.php?topic=9709.15 Cortadores para fresado frontal http://www.directindustry.es/prod/sandvik-coromant/product-14460-368797.html Cortadores para fresado frontal intercambiables http://www.revistatope.com/158_art_SANDVIK_Aero.html Cortadores para formas especiales http://www.belmarautomation.com/ES/productos/fresado/hanita-milling Fresado ascendente y descendente http://www.sandvik.coromant.com/pl-pl/knowledge/technologies/silenttools/milling/programming_guidelines Fresado lateral http://www.monografias.com/trabajos104/factores-corte-fresado/factores-cortefresado.shtml Fresadora vertical http://unimachines.co/torno-vertical-bullard-cutmaster-1988-10000.html
Fresado tridimensional https://www.interempresas.net/MetalMecanica/FeriaVirtual/Producto-Herramientasde-fresado-para-moldes-y-matrices-45775.html Fresas de fresado periférico: https://www.google.com.mx/search?q=fresado+im %C3%A1genes&espv=2&biw=1366&bih=667&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa= X&ved=0ahUKEwjah_nVirfJAhUBeT4KHb8PDbIQsAQIGQ#imgrc=RqQpzu3Zbyfsl M%3A Machueleado https://www.interempresas.net/MetalMecanica/FeriaVirtual/Producto-Herramientaspara-fresado-de-roscas-por-interpolacion-46601.html Pieza cajeada circularmente http://www.moldesymatrices.com/SANDVICKfresas_para_mecanizar_titanio_y_sus_aleaciones.htm Ranurado en “T” https://sites.google.com/site/nfaf9m/la-resolucion-de-problemas-tecnicos-en-losprocesos-productivos Tallado de engranes http://www.interempresas.net/MetalMecanica/Articulos/116527-Sandvik-Coromantpresenta-amplia-gama-soluciones-para-fresado-engranajes-EMO-2013.html Planeado http://camworks-cnc-mexico.blogspot.mx/2015/08/fabricacion-de-piezas-medidatraves-de.html Planeado periférico
http://html.rincondelvago.com/fresadora.html Ranurado http://www.sandvik.coromant.com/eses/knowledge/milling/application_overview/slot_milling/end_milling_of_slots Ranurado b http://www.directindustry.es/prod/paul-horn/product-16174-385018.html#productitem_1624444 Ranurado en superficies cilĂndricas http://abdistribuidora.com.ar/category.php?id_category=15 Taladrado y Boreado https://sites.google.com/site/nfaf9m/la-resolucion-de-problemas-tecnicos-en-losprocesos-productivos