FRESADORA MECANICA
Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realiza rmecanizados por
arranque de viruta mediante el movimiento de una
herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa. Mediante
el fresado es posible mecanizar los más diversos materiales como madera,
acero, fundición de hierro, metales no férricos y materiales sintéticos,
superficies planas o curvas, de entalladura, de ranuras, de dentado, etc.
Además las piezas fresadas pueden ser desbastadas o afinadas. 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.
Inventadas a principios del siglo XIX, las fresadoras se han convertido en máquinas
básicas en el sector del mecanizado. Gracias a la incorporación del control numérico,
son las máquinas herramientas más polivalentes por la variedad de mecanizados
que pueden realizar y la flexibilidad que permiten en el proceso de fabricación. La
diversidad de procesos mecánicos y el aumento de la competitividad global han dado
lugar a una amplia variedad de fresadoras que, aunque tienen una base común, se
diferencian notablemente según el sector industrial en
el que se utilicen. Asimismo, los
progresos técnicos de diseño y calidad que se
han realizado en las herramientas de fresar, han hecho posible el empleo de
parámetros de corte muy altos, lo que conlleva una reducción drástica de los
tiempos de mecanizado.
Debido a la variedad de mecanizados
que se pueden realizar en las fresadoras actuales, al amplio número de máquinas
diferentes entre sí, tanto en su potencia como en sus características técnicas,
a la diversidad de accesorios utilizados y a la necesidad de cumplir especificaciones de
calidad rigurosas, la utilización de fresadoras requiere de personal cualificado profesionalmente,
ya sea programador, preparador o fresador.4
El empleo de estas máquinas, con
elementos móviles y cortantes, así como líquidos tóxicos para la refrigeración y lubricación del
corte, requiere unas condiciones de trabajo que preserven la seguridad y salud de
los trabajadores y eviten daños a las
máquinas, a las instalaciones y a los productos finales
o semi elaborados.
TIPOS
DE FRESADORA
Las
fresadoras pueden clasificarse según varios aspectos, como la orientación del
eje de giro o el número de ejes de operación. A continuación se indican las
clasificaciones más usuales.
Fresadoras según la
orientación de la herramienta
Dependiendo
de la orientación del eje de giro de la herramienta de corte, se distinguen
tres tipos de fresadoras: horizontales, verticales y universales.
Una fresadora
horizontal utiliza fresas cilíndricas que se montan sobre un
eje horizontal accionado por el cabezal de la máquina y apoyado por un extremo
sobre dicho cabezal y por el otro sobre un rodamiento situado en el puente
deslizante llamado carnero. Esta máquina permite realizar
principalmente trabajos de ranurado, con diferentes perfiles o formas de las
ranuras. Cuando las operaciones a realizar lo permiten, principalmente al
realizar varias ranuras paralelas, puede aumentarse la productividad montando en el eje portaherramientas varias
fresas conjuntamente formando un tren de fresado. La profundidad
máxima de una ranura está limitada por la diferencia entre el radio exterior de
la fresa y el radio exterior de los casquillos de separación que la sujetan al
eje porta fresas.
En una fresadora
vertical, el eje del husillo está orientado verticalmente,
perpendicular a la mesa de trabajo. Las fresas de corte se montan en el husillo
y giran sobre su eje. En general, puede desplazarse verticalmente, bien el
husillo, o bien la mesa, lo que permite profundizar el corte. Hay dos tipos de
fresadoras verticales: las fresadoras de
banco fijo o de bancada y las fresadoras de
torreta o de consola. En una fresadora de torreta, el husillo
permanece estacionario durante las operaciones de corte y la mesa se mueve
tanto horizontalmente como verticalmente. En las fresadoras de banco fijo, sin
embargo, la mesa se mueve sólo perpendicularmente al husillo, mientras que el
husillo en sí se mueve paralelamente a su propio eje.
Una fresadora
universal tiene un husillo principal para el acoplamiento de
ejes portaherramientas horizontales y un cabezal que se acopla a dicho husillo
y que convierte la máquina en una fresadora vertical. Su ámbito de aplicación
está limitado principalmente por el costo y por el tamaño de las piezas que se
pueden trabajar. En las fresadoras universales, al igual que en las
horizontales, el puente es deslizante, conocido en el argot
como carnero, puede desplazarse de delante a detrás y viceversa
sobre unas guías.
Fresadoras especiales
Además
de las fresadoras tradicionales, existen otras fresadoras con características
especiales que pueden clasificarse en determinados grupos. Sin embargo, las
formas constructivas de estas máquinas varían sustancialmente de unas a otras
dentro de cada grupo, debido a las necesidades de cada proceso de fabricación.
Las fresadoras
circulares tienen una amplia mesa circular giratoria, por
encima de la cual se desplaza el carro portaherramientas, que puede tener uno o
varios cabezales verticales, por ejemplo, uno para operaciones de desbaste y
otro para operaciones de acabado. Además pueden montarse y desmontarse piezas
en una parte de la mesa mientras se mecanizan piezas en el otro lado.
Las fresadoras
copiadoras disponen de dos mesas: una de trabajo sobre la que
se sujeta la pieza a mecanizar y otra auxiliar sobre la que se coloca un
modelo. El eje vertical de la herramienta está suspendido de un mecanismo con
forma de pantógrafo que está conectado también
a un palpador sobre la mesa auxiliar. Al seguir con el palpador el contorno del
modelo, se define el movimiento de la herramienta que mecaniza la pieza. Otras
fresadoras copiadoras utilizan, en lugar de un sistema mecánico de seguimiento,
sistemas hidráulicos, electro-hidráulicos o electrónicos.
En
las fresadoras de
pórtico, también conocidas como fresadoras de puente, el cabezal
portaherramientas vertical se halla sobre una estructura con dos columnas
situadas en lados opuestos de la mesa. La herramienta puede moverse
verticalmente y transversalmente y la pieza puede moverse longitudinalmente.
Algunas de estas fresadoras disponen también a cada lado de la mesa sendos
cabezales horizontales que pueden desplazarse verticalmente en sus respectivas
columnas, además de poder prolongar sus ejes de trabajo horizontalmente. Se utilizan
para mecanizar piezas de grandes dimensiones
En
las fresadoras de
puente móvil, en lugar de moverse la mesa, se mueve la herramienta
en una estructura similar a un puente grúa. Se utilizan principalmente para mecanizar piezas
de grandes dimensiones.
Una fresadora para
madera es una máquina portátil que
utiliza una herramienta rotativa para realizar fresados en superficies planas
de madera. Son empleadas en bricolaje y ebanistería para realizar ranurados, como juntas de cola
de milano o machihembrados; cajeados, como los
necesarios para alojar cerraduras o bisagras en las puertas; y perfiles, como molduras. Las herramientas de corte que utilizan son fresas
para madera, con dientes mayores y más espaciados que los que tienen las fresas
para metal.
Fresadoras según el
número de ejes
Las
fresadoras pueden clasificarse en función del número de grados de libertad que
pueden variarse durante la operación de arranque de viruta.
Fresadora de
tres ejes. Puede controlarse el movimiento relativo entre pieza y
herramienta en los tres ejes de un sistema cartesiano.
Fresadora de
cuatro ejes. Además del movimiento relativo entre pieza y
herramienta en tres ejes, se puede controlar el giro de la pieza sobre un eje,
como con un mecanismo divisor o un plato giratorio. Se utilizan para generar
superficies con un patrón cilíndrico, como engranajes o ejes estriados.
Fresadora de
cinco ejes. Además del movimiento relativo entre pieza y herramienta
en tres ejes, se puede controlar o bien el giro de la pieza sobre dos ejes, uno
perpendicular al eje de la herramienta y otro paralelo a ella (como con un
mecanismo divisor y un plato giratorio en una fresadora vertical); o bien el
giro de la pieza sobre un eje horizontal y la inclinación de la herramienta
alrededor de un eje perpendicular al anterior. Se utilizan para generar formas
complejas, como el rodete de una turbina Francis
Movimientos de la
herramienta
El
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
mesa
La
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: según el eje X,
que 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: según el eje Y,
que corresponde al desplazamiento transversal de la mesa de trabajo. Se utiliza
básicamente para posicionar la herramienta de fresar en la posición correcta.
·
Movimiento vertical: según el eje Z, que
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.
Movimiento relativo
entre pieza y herramienta
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.
Características técnicas de una fresadora
Al seleccionar una fresadora para su
adquisición y para realizar trabajos con ella, deben tenerse en cuenta varias
características técnicas de la misma. El tamaño de las piezas a mecanizar está
limitado por las dimensiones de la superficie de la mesa y los recorridos de
los elementos móviles. Dependiendo de las operaciones a realizar, puede ser necesaria
la posibilidad de controlar varios ejes a la vez, como los proporcionados por
mesas giratorias o por cabezales divisores, o incluso controlar estos ejes de
forma automática por CNC, por ejemplo para realizar contorneados. En función
del material de la pieza, de las herramientas de corte y de las tolerancias de
fabricación requeridas, es necesario utilizar velocidades de corte y de avance
diferentes, lo cual puede hacer necesaria la posibilidad de operar con gamas de
velocidades, con velocidades máximas y potencias suficientes para lograr
flexibilidad en el sistema de producción.
Los dispositivos electrónicos de
control, desde la visualización de cotas hasta el control numérico, permiten
aumentar la productividad y la precisión del
proceso productivo.
Además, una fresadora debe tener
dispositivos de seguridad, como botones de parada de emergencia (coloquialmente
conocidos comosetas de
emergencia), dispositivo de seguridad contra sobrecargas (que consiste; bien en
un embrague automático
que desacopla el movimiento de la herramienta cuando se alcanza un límite de fricción o se
vence la acción de unos muelles; o bien en un sistema electrónico) y pantallas de
protección contra la proyección de virutas o partes de la pieza o la
herramienta de corte.
Otro aspecto a tener en cuenta es el
peso de la máquina, que influye en el transporte de la misma y las necesidades
de cimentación de la nave para que las vibraciones estén controladas en niveles
admisibles. Para un buen funcionamiento de la máquina se requiere que sus holguras e imperfecciones dimensionales estén
controladas y no excedan de unas tolerancias determinadas, para lo cual se realizan
inspecciones periódicas. Las guías de los componentes deslizantes, como los
carros de mesa o el puente, habitualmente son trapezoidales o con forma de cola de milano por
esta razón. Los husillos de accionamiento de los movimientos deslizantes son
husillos de bolas sin juego para disminuir las fuerzas de rozamiento
y así ralentizar el crecimiento de las holguras.
Los equipamientos de serie y
opcionales que montan las fresadoras actuales son muy variables en función de
las prestaciones que tengan.
Respecto al manejo de la información,
es necesario tener en cuenta el tipo de lenguaje de programación que es posible utilizar, la capacidad
de memoria de la máquina para un uso posterior de
los programas almacenados, así como la forma de introducción y modificación de
los programas: a pie de máquina, mediante dispositivos de
almacenamiento de datos(disquete o memoria USB), o mediante una tarjeta de red.
La unidad central de proceso (CPU, por sus siglas en inglés) de la máquina controla accionamientos rotativos, para
lo cual se utilizan servomotores que
pueden variar su velocidad en un rango continuo. El movimiento lineal de los
carros de la mesa se obtiene transformando el movimiento rotacional de los
servomotores mediante husillos de
bolas sin juego.
La CPU obtiene datos del programa y de los sensores instalados, los cuales permiten
establecer una realimentación del
control de las operaciones. La precisión de
estos sensores y la velocidad de
procesamiento de la CPU limitan la precisión dimensional que
puede obtenerse. El tipo de sensor utilizado ha evolucionado con el tiempo,
siendo en la actualidad muy utilizados los sensores de efecto Hallpara el control de los desplazamientos y giros
realizados. Para controlar la posición del origen del sistema de referencia de los movimientos realizados y el
desgaste de la herramienta se utilizan uno o varios palpadores o
sondas de medida. Un palpador es un dispositivo con un vástago que acciona un pulsador al
hacer contacto con la pieza o con la mesa de la máquina. También puede
establecerse el origen de coordenadas realizando un contacto en movimiento
de la herramienta con la zona a mecanizar.
Además de los movimientos de la pieza
y de la herramienta, pueden controlarse de manera automatizada otros parámetros
como la herramienta empleada, que puede cambiarse desde un almacén de
herramientas instalado en la máquina; el uso o no de fluido refrigerante o la
apertura y cierre de las puertas de seguridad.
Existen varios accesorios que se
instalan en las fresadoras para realizar operaciones de mecanizado diferentes o
para una utilización con mayor rapidez, precisión y seguridad:
·
Dispositivos de adición de ejes: cabezal multiangular
(permite orientar el eje del portaherramientas), divisor universal con
contrapunto y juego de engranes y mesa circular divisora.
·
Dispositivos para sujeción de piezas: plato
universal de 3 garras con contraplato; contrapunto y lunetas; mordaza giratoria
graduada; mordaza hidráulica.
·
Dispositivos para sujeción de herramientas:
ejes porta-fresas largos y cortos, eje porta-pinzas y juego de pinzas.
·
Dispositivos para operaciones especiales:
aparato de mortajar giratorio, cabezal de mandrinar.
·
Dispositivos de control: visualización
digital de cotas y palpadores de medida.
Las fresas pueden clasificarse según
el mecanismo de sujeción al portaherramientas en fresas con mango cónico,
fresas con mango cilíndrico y fresas para montar en árbol.
Las fresas con mango cónico, a
excepción de las fresas grandes, en general se montan al portaherramientas
utilizando un mandril o un manguito adaptador intermedio,
cuyo alojamiento tiene la misma conicidad que el
mango de la fresa. Las conicidades utilizadas suelen ser las correspondientes a
los conos ISO o a
los conos Morse,
existiendo también otros tipos menos utilizados en fresadoras como los conos Brown y
Sharpe.
Las fresas con mango cilíndrico se
fijan al porta herramienta utilizando mandriles con pinzas. Algunas fresas
tienen un agujero en el mango y se fijan empleando mangos que se adaptan por un
lado a la fresa mediante un roscado o utilizando un eje prisionero y por el
otro lado disponen de un cono para montarse al husillo de la máquina.
Las fresas para montaje sobre árbol
tienen un agujero central para alojar el eje portaherramientas, cuyo diámetro está
normalizado. Estas fresas disponen de un chavetero para asegurar la rotación de la herramienta y evitar
que patinen. Para posicionar axialmente estas fresas en el eje, se emplean unos casquillos separadores
de anchuras normalizadas. Además, en caso de necesidad pueden montarse varias
fresas simultáneamente en lo que se denomina un tren de fresas. Para
el cambio manual de los ejes porta fresas se recurre a sistemas clásicos de
amarre con tirante roscado, pero cada vez es más utilizado el apriete neumático
o hidraúlico debido a la rapidez con la que se realiza el cambio.
Las fresadoras de control numérico
incorporan un almacén de herramientas y disponen de un mecanismo que permite el
cambio de herramientas de forma automática según las órdenes programadas.1
Para poder orientar la herramienta
existen varios tipos de dispositivos, como el cabezal Huré, el cabezal Gambin o
las platinas Horientables.
El cabezal vertical universal Huré es
un mecanismo que aumenta las prestaciones de una fresadora universal y es de
aplicación para el fresado horizontal, vertical, radial en el plano vertical,
angular (inclinado) en un plano vertical perpendicular a la mesa de la
fresadora y oblicuo o angular en el plano horizontal. Este mecanismo es de gran
aplicación en las fresadoras universales y no se utiliza en las fresadoras
verticales.
Consta de dos partes: la primera, con
el árbol portaherramientas, se une con la otra parte del cabezal según una
corredera circular inclinada 45º respecto a la horizontal, y la segunda se une
mediante una corredera circular vertical con la parte frontal de la columna de
la fresadora, donde se acopla al husillo principal de la máquina. El cabezal
está dispuesto para incorporarle herramientas de fresar, brocas y escariadores
mediante pinzas, porta brocas y otros elementos de sujeción de herramientas. La
velocidad de giro del husillo de este accesorio es la misma que la del husillo
principal de la fresadora. No son adecuados para las operaciones con
herramientas grandes de planear.
Para conseguir una correcta fijación
de las piezas en la mesa de trabajo de una fresadora se utilizan diversos
dispositivos. El sistema de sujeción que se adopte debe permitir que la carga y
la descarga de las piezas en la mesa de trabajo sean rápidas y precisas,
garantizar la repetitividad de las posiciones de las piezas y su
amarre con una rigidez suficiente. Además, el sistema de sujeción empleado debe
garantizar que la herramienta de corte pueda realizar los recorridos durante
las operaciones de corte sin colisionar con ningún utillaje.1
Existen dos tipos principales de
dispositivos de fijación: las bridas de apriete y las mordazas, siendo estas
últimas las más usuales. Las mordazas empleadas pueden ser de base fija o de
base giratoria. Las mordazas de base giratoria están montadas sobre un plato
circular graduado. Mordazas pueden ser de accionamiento manual o de
accionamiento hidráulico. Las mordazas hidráulicas permiten automatizar la
apertura y el cierre de las mismas así como la presión de apriete. Las mesas
circulares, los platos giratorios y los mecanismos divisores son elementos que
se colocan entre la mesa de la máquina y la pieza para lograr orientar la pieza
en ángulos medibles.
Además, hay otros dispositivos que
facilitan el apoyo como ranuras en V para fijar redondos o placas angulares
para realizar chaflanes y utillajes de diseño especial. Al fijar una pieza larga
con un mecanismo divisor pueden utilizarse un contrapunto y lunetas.
Para la fijación de las piezas y los dispositivos que se utilizan, las mesas
disponen de unas ranuras en forma de T en las cuales se introducen los tornillos que fijan los utillajes y dispositivos utilizados.
También es posible utilizar dispositivos magnéticos que utilizan imanes.
Las fresadoras de control numérico
pueden equiparse con dos mesas de trabajo, lo cual hace posible la carga y
descarga de las piezas al mismo tiempo que se está mecanizando una nueva pieza
con el consiguiente ahorro de tiempo. La colocación o el giro de la mesa o de
sus accesorios a la posición de trabajo pueden programarse con funciones
específicas en los programas de control numérico.
Mecanismo divisor
Un mecanismo
divisor es un accesorio de las máquinas fresadoras y de otras
máquinas herramientas como taladradoras y mandrinadoras. Este dispositivo se fija sobre la mesa de la
máquina y permite realizar operaciones espaciadas angularmente respecto a un
eje de la pieza a mecanizar. Se utiliza para la elaboración de engranajes, prismas, escariadores, ejes ranurados, etc.
La pieza a mecanizar se acopla al eje
de trabajo del divisor, entre el punto del divisor y un contrapunto. Al fresar
piezas esbeltas se utilizan también lunetas o apoyos de altura regulable para que
las deformaciones no sean excesivas. El divisor directo incorpora un disco
o platillo con varias circunferencias concéntricas, en cada una de las cuales
hay un número diferente de agujeros espaciados regularmente. En uno de estos
agujeros se posiciona un pasador que gira solidariamente con la manivela del eje de mando. Si el divisor está automatizado, la
división se realiza de forma automática, utilizando un disco apropiado para
cada caso. Este sistema se emplea en mecanizar grandes cantidades de ejes
ranurados por ejemplo. La relación de
transmisión entre el eje de mando y el eje de trabajo depende del
tipo de mecanismo divisor que se utilice. Hay tres tipos de mecanismos
divisores: divisor directo, divisor semi universal y divisor universal.
Un divisor directo tiene un árbol que, por un extremo tiene una punta
cónica para centrar el eje la pieza, y por el otro se acciona directamente por
la manivela. Algunos de estos divisores, en lugar de tener discos
intercambiables con agujeros circunferenciales, tienen ranuras periféricas y el
pasador de retención se sitúa perpendicularmente al eje de mando.
Un divisor semi universal se utiliza
básicamente para mecanizar ejes y engranajes de muchos dientes cuando es
posible establecer una relación exacta entre el movimiento de giro de la pieza
y el giro de la palanca sobre el platillo de agujeros. Para que ello sea
posible, este tipo de divisor incorpora un mecanismo interior de tornillo sin fin y rueda helicoidal cuya relación de
transmisión (i) usualmente es de 40:1 ó 60:1, así como varios
discos intercambiables. En estos casos, la manivela de mando debe dar 40 ó 60
vueltas para completar una vuelta en el eje de trabajo del divisor. Para girar
el eje de trabajo una fracción de vuelta de valor determinado debe calcularse
previamente el giro que ha de realizar la manivela. Por ejemplo, para el
tallado de un piñón de 20 dientes, la manivela debe girar 40/20 = 2 vueltas para avanzar de un diente al
siguiente. Si se desea tallar un engranaje de 33 dientes, la solución es 40/33
= 1+7/33, con lo cual hay que instalar un platillo que tenga 33 agujeros y
habrá que dar un giro a la manivela de una vuelta completa más 7 agujeros del platillo
de 33 agujeros.
El divisor universal es de
constitución parecida al divisor semiuniversal y se diferencia de este último
en que incorpora un tren exterior de engranajes intercambiables que permite
realizar la división diferencial y tallar engranajes helicoidales cuando se
establece una relación de giro del plato divisor con el avance de la mesa de la
fresadora. La división diferencial se utiliza cuando el engranaje que se desea
tallar tiene un número de dientes que no es posible hacerlo de forma directa
con los platillos disponibles porque no se dispone del número de agujeros que
puedan conseguir un cociente exacto entre el giro del eje del divisor y el de
la manivela del platillo.14
Para el mecanizado de grandes
producciones de ejes ranurados o escariadores, existen mecanismos divisores
automáticos con discos ranurados según el número de estrías de los ejes. Estos
discos agilizan el trabajo de forma considerable. El tallado de engranajes con
estos mecanismos apenas se utiliza en la actualidad porque existen máquinas
para el tallado de engranajes que consiguen mayores niveles de calidad y
productividad. Algunas fresadoras modernas de control numérico (CNC) disponen
de mesas giratorias o cabezales orientables para que las piezas puedan ser
mecanizadas por diferentes planos y ángulos de aproximación, lo cual hace
innecesario utilizar el mecanismo divisor en estas máquinas.
Las herramientas de corte más utilizadas en una fresadora se denominan fresas, aunque también pueden utilizarse otras herramientas para realizar operaciones diferentes al fresado, como brocas para taladrar o escariadores. Las fresas son herramientas de corte de forma, material y dimensiones muy variadas de acuerdo con el tipo de fresado que se quiera realizar. Una fresa está determinada por su diámetro, su forma, material constituyente, números de labios o dientes que tenga y el sistema de sujeción a la máquina.
Los labios cortantes de las fresas de acero rápido (HSS)
pueden ser rectilíneos o helicoidales, y las fresas que montan plaquitas
intercambiables son de carburo metálicocomo
el carburo de tungsteno,
conocido como widia,
de metalcerámica o, en casos especiales, de nitruro de boro cúbico (CBN)
o de diamante policristalino (PDC). En general, los
materiales más duros en los filos de corte permiten utilizar
mayores velocidades de corte, pero al ser menos tenaces, exigen una velocidad de avance menor. El número de
labios o plaquitas de las fresas depende de su diámetro, de la cantidad de
viruta que debe arrancar, de la dureza del material y del tipo de fresa.
MANDRINADORA:
La mandrinadora es una máquina cuya herramienta
animada de un movimiento de rotación con avance o sin él y generalmente en
posición horizontal aumenta de diámetro(mandrina) orificio de piezas que
permanecen fijas o avanzan hacia la herramienta.
Los movimientos de trabajo son:
1. Movimiento de corte por rotación de la herramienta.
2. Movimiento de avance por desplazamiento axial de la herramienta o por desplazamiento longitudinal de la pieza.
3. Movimiento de profundidad de pasada por desplazamiento radial de la herramienta.
Los movimientos de trabajo son:
1. Movimiento de corte por rotación de la herramienta.
2. Movimiento de avance por desplazamiento axial de la herramienta o por desplazamiento longitudinal de la pieza.
3. Movimiento de profundidad de pasada por desplazamiento radial de la herramienta.
En realidad la definición y los movimientos que
hemos atribuida a la mandrinadora sólo corresponden a la principal aplicación
de esta máquina, pues una mandrinadora moderna tiene una gama de movimientos
mucho más amplia y sus aplicaciones ordinarias no se reducen sólo al torreado
interior o mandrinado sino que realizan operaciones de refrentado, fresado,
roscado, etc.
Operaciones realizables:
Las mandrinadoras se emplean principalmente para mandrinar agujeros de importancia sobre todo en piezas de formas irregulares como cilindros de máquinas de vapor, soportes de bielas, y en general, piezas que deben permanecer fijas y mandrinarse girando la herramienta.
Las operaciones que pueden realizarse son las siguientes:
Mandrinado:
Se realiza con herramientas en voladizo cuando son mandrinados cortos. Si se trata de mandrinados largos, se utiliza la barra de mandrinar.
Taladrado:
Aunque no es un trabajo propio de la mandrinadora, se realizan con frecuencia taladros utilizando brocas con mangos cónicos.
Escariado:
Se repasan los orificios con escariadores fijos o regulables.
Refrentado:
Se realiza esta operación utilizando el plato con el portaherramientas desplazable
radial mente.
Roscado:
En algunos tipos de mandrinadoras pueden darse avances al husillo, igual a los pasos normalizados de las roscas, y por tanto.
Fresado:
Es una operación frecuente en las mandrinadoras y se realiza con fresas montadas sobre el eje cuando son de pequeños diámetros o sobre el plato cuando se trata se fresas grandes. Utilizando un portaherramientas orientable especial puede fresarse en cualquier ángulo.
Torneado:
Si la mandrinadora va equipada con mesa circular dotada de rotación independiente pueden realizarse torneados.
Operaciones realizables:
Las mandrinadoras se emplean principalmente para mandrinar agujeros de importancia sobre todo en piezas de formas irregulares como cilindros de máquinas de vapor, soportes de bielas, y en general, piezas que deben permanecer fijas y mandrinarse girando la herramienta.
Las operaciones que pueden realizarse son las siguientes:
Mandrinado:
Se realiza con herramientas en voladizo cuando son mandrinados cortos. Si se trata de mandrinados largos, se utiliza la barra de mandrinar.
Taladrado:
Aunque no es un trabajo propio de la mandrinadora, se realizan con frecuencia taladros utilizando brocas con mangos cónicos.
Escariado:
Se repasan los orificios con escariadores fijos o regulables.
Refrentado:
Se realiza esta operación utilizando el plato con el portaherramientas desplazable
radial mente.
Roscado:
En algunos tipos de mandrinadoras pueden darse avances al husillo, igual a los pasos normalizados de las roscas, y por tanto.
Fresado:
Es una operación frecuente en las mandrinadoras y se realiza con fresas montadas sobre el eje cuando son de pequeños diámetros o sobre el plato cuando se trata se fresas grandes. Utilizando un portaherramientas orientable especial puede fresarse en cualquier ángulo.
Torneado:
Si la mandrinadora va equipada con mesa circular dotada de rotación independiente pueden realizarse torneados.
PUNTEADORAS:
Son máquinas especiales de muy alta precisión, cuya herramienta animada de movimiento de rotación realiza operaciones de taladrado, mandrinado o fresado de piezas que permanecen fijas, se desplazan o giran durante la operación. Además las punteadotas tienen como característica que las distingue de todas las demás máquinas herramientas, la extraordinaria precisión con que pueden situarse los puntos de mecanizado en la pieza, traduciendo las cotas de los planos con los desplazamientos de los órganos móviles de la máquina, lo que permite mecanizar en puntos exactos sin necesidad de marcarlos previamente.
Además las máquinas más modernas van provistas de dispositivos de repetición automática de operación o de programación por control numérico, lo que permite la utilización de esta máquina con extraordinario rendimiento para la producción en serie.
Operaciones realizables con la punteadoras:
Las operaciones fundamentales que realizan las punteadotas son:
* taladrar
* mandrinar
* refrentar
Pero lo que constituyen la característica destacable de esta máquina es el posicionado rápido y si se desea automático de la herramienta, lo que permite realizar con mayor perfección y en menos tiempo:
- El mecanizado de piezas complicadas como un carter de distribución del aceite de un motor de avión de 6 caras.
- El mecanizado de piezas en serie.
Son máquinas especiales de muy alta precisión, cuya herramienta animada de movimiento de rotación realiza operaciones de taladrado, mandrinado o fresado de piezas que permanecen fijas, se desplazan o giran durante la operación. Además las punteadotas tienen como característica que las distingue de todas las demás máquinas herramientas, la extraordinaria precisión con que pueden situarse los puntos de mecanizado en la pieza, traduciendo las cotas de los planos con los desplazamientos de los órganos móviles de la máquina, lo que permite mecanizar en puntos exactos sin necesidad de marcarlos previamente.
Además las máquinas más modernas van provistas de dispositivos de repetición automática de operación o de programación por control numérico, lo que permite la utilización de esta máquina con extraordinario rendimiento para la producción en serie.
Operaciones realizables con la punteadoras:
Las operaciones fundamentales que realizan las punteadotas son:
* taladrar
* mandrinar
* refrentar
Pero lo que constituyen la característica destacable de esta máquina es el posicionado rápido y si se desea automático de la herramienta, lo que permite realizar con mayor perfección y en menos tiempo:
- El mecanizado de piezas complicadas como un carter de distribución del aceite de un motor de avión de 6 caras.
- El mecanizado de piezas en serie.
FRESADORA:
Es una máquina dotada de una herramienta característica denominada "fresa", que animada de un movimiento de rotación mecaniza superficies en piezas que se desplazan con movimiento rectilíneo bajo la herramienta.
Si el eje de la fresa está dispuesto paralelamente a la superficie a mecanizar, el fresado se denomina "cilíndrico", en este caso la fresa puede girar en sentido contrario al avance, denominándose "fresado normal", o en el mismo sentido denominándose "fresado en concordancia".
Cuando el eje de la fresa es perpendicular a al superficie de la pieza que se mecaniza, el fresado se denomina "frontal".
Los movimientos de trabajo son:
1. Movimiento de corte, por rotación de la fresa.
2. Movimiento de avance, por desplazamiento rectilíneo de la pieza.
3. Movimiento de profundidad de pasada, por desplazamiento vertical de la pieza.
Es una máquina dotada de una herramienta característica denominada "fresa", que animada de un movimiento de rotación mecaniza superficies en piezas que se desplazan con movimiento rectilíneo bajo la herramienta.
Si el eje de la fresa está dispuesto paralelamente a la superficie a mecanizar, el fresado se denomina "cilíndrico", en este caso la fresa puede girar en sentido contrario al avance, denominándose "fresado normal", o en el mismo sentido denominándose "fresado en concordancia".
Cuando el eje de la fresa es perpendicular a al superficie de la pieza que se mecaniza, el fresado se denomina "frontal".
Los movimientos de trabajo son:
1. Movimiento de corte, por rotación de la fresa.
2. Movimiento de avance, por desplazamiento rectilíneo de la pieza.
3. Movimiento de profundidad de pasada, por desplazamiento vertical de la pieza.
Actualmente, la fresadora tiene un campo de
aplicación para el mecanizado de piezas pequeñas, casi ilimitado. Tienen mucho
más rendimiento que las demás máquinas para las mismas operaciones, pues como
cada diente o arista de la fresa no está en fase de trabajo y por lo tanto en
contacto con la pieza nada más que una fracción de tiempo que dura la
revolución de la fresa, ésta experimenta mucha menos fatiga, tiene menos
desgaste y trabaja a una temperatura inferior que las herramientas de los
tornos, sin que pueda considerarse su trabajo intermitente ya que siempre hay
una arista de la fresa en fase de trabajo.
Componentes principales:
La base: Es la base que sirve de apoyo a la máquina.
El cuerpo: Es el elemento estructural de la máquina que en forma de columna se apoya sobre la base llena en la parte frontal, las guías verticales por la que desliza la consola y contiene los mecanismos de accionamiento de la máquina. La consola que desliza sobre las guías sirve de soporte a la mesa. La mesa donde se fijan las piezas tiene su superficie ranurada y se apoya sobre los carros, uno de desplazamiento longitudinal y otro transversal.
El puente: Es una pieza colocada sobre la parte superior del cuerpo y soporta al cojinete o apoyo del eje de la herramienta. Y el eje de trabajo o de la herramienta está montado horizontalmente en la parte superior del cuerpo, sirve de apoyo y accionamiento a la fresa y recibe el movimiento de rotación del mecanismo de accionamiento alojado en el cuerpo de la fresadora.
Procedimientos de fresado:
Fresado tangencial en oposición llamado también fresado normal. En este caso el eje de la fresa es paralelo a la superficie trabajada y gira en sentido contrario al avance de la pieza. En este caso el espesor de la viruta crece al girar la fresa y avanzar la pieza, por lo que el esfuerzo de corte va creciendo también progresivamente, en contra de esta ventaja tiene los siguientes inconvenientes:Si se emplean avances muy pequeños no existe más que un diente cortando a la vez y como la resultante de los esfuerzos de corte al final de la carrera están dirigidos hacia arriba, tiende a levantar la pieza de la mesa con lo que se originan flexiones y vibraciones.
El rozamiento de la fresa sobre la pieza al iniciar el corte es muy grande y esto desgasta los dientes y los calienta.
La potencia consumida en el fresado a consecuencia de lo anterior es superior a la del fresado en concordancia.
Las superficies obtenidas no son perfectamente planas sino ligeramente onduladas.
Fresado tangencial en concordancia, La fresa también de eje horizontal gira en el mismo sentido que el de avance de la pieza, en este caso los dientes de la fresa inician el corte de la viruta en su máximo espesor por lo que necesita mayor esfuerzo de corte que en el normal, tiene las siguientes ventajas:
La componente vertical de la fuerza de corte se dirige hacia abajo y por tanto si la máquina es lo suficientemente rígida quedan eliminadas las vibraciones.
Los dientes de la fresa no sufren el rozamiento inicial con la pieza, que tenían en el fresado norma, por esto y por la ausencia de vibraciones se pueden emplear avances mayores y se obtiene mayor rendimiento.
La potencia consumida en el fresado por la ausencia de rozamientos es inferior a la del fresado normal.
El acabado obtenido en mejor que en el normal pues generalmente no presenta ondulaciones.
Fresado frontal: En el fresado frontal el eje de la herramienta es perpendicular a la superficie de trabajo y el espesor de la viruta arrancada es constante. En este procedimiento solamente trabajan las extremidades de los dientes y se realiza solo cuando la pieza es de anchura inferior a la de la fresa, pues en caso contrario el fresado sería mixto, tangencial y frontal. La superficie mecanizada tiene mejor aspecto que en los procesos anteriores ya que en ella no guarda trazo alguno de la forma de la fresa, sino únicamente la raya dejada por los dientes que son arcos de cicloides, si el eje no es totalmente perpendicular no se obtendrán superficies totalmente planas. En la práctica del fresado frontal el eje de la fresa se lleva ligeramente inclinado hacia delante para evitar el rozamiento de los dientes cuando no cortan, por lo que la superficie gruesa produce es ligeramente cóncava.
Fresas:
En su sentido más amplio las fresas pueden dividirse como sólidos de revolución en cuya superficie se encuentran repartidas cuchillas denominadas dientes que se clavan y arrancan viruta de material al girar alrededor de su eje.
Componentes principales:
La base: Es la base que sirve de apoyo a la máquina.
El cuerpo: Es el elemento estructural de la máquina que en forma de columna se apoya sobre la base llena en la parte frontal, las guías verticales por la que desliza la consola y contiene los mecanismos de accionamiento de la máquina. La consola que desliza sobre las guías sirve de soporte a la mesa. La mesa donde se fijan las piezas tiene su superficie ranurada y se apoya sobre los carros, uno de desplazamiento longitudinal y otro transversal.
El puente: Es una pieza colocada sobre la parte superior del cuerpo y soporta al cojinete o apoyo del eje de la herramienta. Y el eje de trabajo o de la herramienta está montado horizontalmente en la parte superior del cuerpo, sirve de apoyo y accionamiento a la fresa y recibe el movimiento de rotación del mecanismo de accionamiento alojado en el cuerpo de la fresadora.
Procedimientos de fresado:
Fresado tangencial en oposición llamado también fresado normal. En este caso el eje de la fresa es paralelo a la superficie trabajada y gira en sentido contrario al avance de la pieza. En este caso el espesor de la viruta crece al girar la fresa y avanzar la pieza, por lo que el esfuerzo de corte va creciendo también progresivamente, en contra de esta ventaja tiene los siguientes inconvenientes:Si se emplean avances muy pequeños no existe más que un diente cortando a la vez y como la resultante de los esfuerzos de corte al final de la carrera están dirigidos hacia arriba, tiende a levantar la pieza de la mesa con lo que se originan flexiones y vibraciones.
El rozamiento de la fresa sobre la pieza al iniciar el corte es muy grande y esto desgasta los dientes y los calienta.
La potencia consumida en el fresado a consecuencia de lo anterior es superior a la del fresado en concordancia.
Las superficies obtenidas no son perfectamente planas sino ligeramente onduladas.
Fresado tangencial en concordancia, La fresa también de eje horizontal gira en el mismo sentido que el de avance de la pieza, en este caso los dientes de la fresa inician el corte de la viruta en su máximo espesor por lo que necesita mayor esfuerzo de corte que en el normal, tiene las siguientes ventajas:
La componente vertical de la fuerza de corte se dirige hacia abajo y por tanto si la máquina es lo suficientemente rígida quedan eliminadas las vibraciones.
Los dientes de la fresa no sufren el rozamiento inicial con la pieza, que tenían en el fresado norma, por esto y por la ausencia de vibraciones se pueden emplear avances mayores y se obtiene mayor rendimiento.
La potencia consumida en el fresado por la ausencia de rozamientos es inferior a la del fresado normal.
El acabado obtenido en mejor que en el normal pues generalmente no presenta ondulaciones.
Fresado frontal: En el fresado frontal el eje de la herramienta es perpendicular a la superficie de trabajo y el espesor de la viruta arrancada es constante. En este procedimiento solamente trabajan las extremidades de los dientes y se realiza solo cuando la pieza es de anchura inferior a la de la fresa, pues en caso contrario el fresado sería mixto, tangencial y frontal. La superficie mecanizada tiene mejor aspecto que en los procesos anteriores ya que en ella no guarda trazo alguno de la forma de la fresa, sino únicamente la raya dejada por los dientes que son arcos de cicloides, si el eje no es totalmente perpendicular no se obtendrán superficies totalmente planas. En la práctica del fresado frontal el eje de la fresa se lleva ligeramente inclinado hacia delante para evitar el rozamiento de los dientes cuando no cortan, por lo que la superficie gruesa produce es ligeramente cóncava.
Fresas:
En su sentido más amplio las fresas pueden dividirse como sólidos de revolución en cuya superficie se encuentran repartidas cuchillas denominadas dientes que se clavan y arrancan viruta de material al girar alrededor de su eje.
Los
elementos característicos que definen la fresa son:
- El cuerpo que es el núcleo sobre el que van apoyados los dientes.
- El dentado que es el elemento activo de la pieza.
- El mango (cuando lo tiene) por el que se sujeta al portaherramientas.
- La periferia es la superficie de revolución imaginaria que envuelve al filo de los dientes.
Operaciones que realiza la fresadora:
Planeado:
Se realiza con fresas cilíndricas o frontales.
Ranurado:
Se realiza con fresas de 3 cortes.
Corte:
Se realiza con fresas sierra en forma de disco.
Perfilado:
Se emplean fresas de línea periférica adecuada al perfil que se desea obtener.
- El cuerpo que es el núcleo sobre el que van apoyados los dientes.
- El dentado que es el elemento activo de la pieza.
- El mango (cuando lo tiene) por el que se sujeta al portaherramientas.
- La periferia es la superficie de revolución imaginaria que envuelve al filo de los dientes.
Operaciones que realiza la fresadora:
Planeado:
Se realiza con fresas cilíndricas o frontales.
Ranurado:
Se realiza con fresas de 3 cortes.
Corte:
Se realiza con fresas sierra en forma de disco.
Perfilado:
Se emplean fresas de línea periférica adecuada al perfil que se desea obtener.
Fresado circular o contorneado:
Se utilizan fresas cilíndricas en posición vertical.
Fresado helicoidal.
Fresado de engranajes.
Taladrado. Escariado. Mandrinado. Mortajado.
Se utilizan fresas cilíndricas en posición vertical.
Fresado helicoidal.
Fresado de engranajes.
Taladrado. Escariado. Mandrinado. Mortajado.
El proceso de fresado se usa para moldes inyeccion plastico, sabéis si ahí hacen ese tipo de piezas me dieron su referencia, saludos
ResponderEliminarSin duda las fresadoras son unas de las herramientas más polivalentes que existen para la realización de piezas de metal o trabajar la madera.
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