Este documento habla sobre la teoría y procesos de fresado. Explica que el fresado utiliza una herramienta rotatoria con múltiples filos cortantes que se mueven sobre el material para generar superficies planas o rectas. Describe los diferentes tipos de fresado como fresado periférico, frontal y cilíndrico, así como las herramientas y criterios para determinar la vida útil de las herramientas de fresado.

1. FRESADO POR: NATALIA URREGO OSPINA

2. TEORIA DEL PROCESO DE FRESADO El 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

3. TEORIA DEL PROCESO DE FRESADO El 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.

9. 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.

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

12. 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-

13. Fresado de perfiles: es una forma de fresado terminal en el cual se corta una parte plana de la periferiaFRESADO CONVENCIONAL FRESADO PARCIAL DE CARAS FRESADO DE PERFILES FRESADO TERMINAL

15. 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 CAVIDADES FRESADO CONTORNO DE SUPERFICIES

16. HERRAMIENTAS DE CORTE PARA EL FRESADO Una 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.

17. HERRAMIENTAS DE CORTE PARA EL FRESADO Las 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.

18. HERRAMIENTAS PARA EL FRESADO La 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.

19. HERRAMIENTAS PARA EL FRESADO Fresas 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.

20. HERRAMIENTAS PARA EL FRESADO Fresas 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

21. HERRAMIENTAS PARA EL FRESADO Fresas 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.

22. HERRAMIENTAS PARA EL FRESADO Fresas 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.

23. HERRAMIENTAS PARA EL FRESADO Las 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.

24. HERRAMIENTAS PARA EL FRESADO

25. HERRAMIENTAS PARA EL FRESADO Fresa AngularFresa ConcavaFresa Cola de MilanoFresa Woodruff Para CuñeroFresa Doble Angulo

26. HERRAMIENTAS PARA EL FRESADO

27. VIDA DE LAS HERRAMIENTAS El 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 manera hay 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.

28. CRITERIOS PARA LA VIDA DE LA HERRAMIENTA EN PRODUCCION A 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.

29. AFILADO DE HERRAMIENTAS La 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.

30. MATERIALES PARA LAS HERRAMIENTAS Al 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.

31. MATERIALES PARA LAS HERRAMIENTAS RESISTENCIA 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

32. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS Los 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 cobalto Carburos cementados, cermets y carburos recubiertos Cerámicos Diamantes sintéticos y nitruro de boro cúbico.

33. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS Esta 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 C HRA: Dureza Rockwell A HK: Dureza Knoop

34. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS La 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.

35. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS ESCALAS DE DUREZA ROCKWELL

36. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS La 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.

37. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS http://www.ndt-ed.org/GeneralResources/HardnessConv/HardnessConv.htm

38. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS Esta 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.

39. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS Aceros 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.

40. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS Los 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.

41. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS Los 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.

42. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS Los 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

43. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS Los 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.

44. 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.

45. MATERIALES DE CORTE EL 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.

46. MATERIALES DE CORTE

47. GENERALIDADES – LA FRESADORA Una 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.

48. 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.

49. 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 (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.

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

53. TAMBOR GRADUADO O DIAL Aquí 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 TAMBOR EQUIVALENCIA EN DESPLAZAMIENTO LINEAL POR UNA VUELTA COMPLETA DEL DIA

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

55. SUICHES PARA CAMBIAR EL SENTIDO DE GIRO DE LOS HUSILLOS HUSILLO HORIZONTAL HUSILLO VERTICAL NOTA: ver flechas de sentido de giro en las placas situadas al lado de cada suiche

56. FRESADORA HORIRIZONTAL Es la máquina que tiene el husillo paralelo a la superficie de la mesa

57. FRESADORA VERTICAL El husillo de esta máquina está vertical a la superficie de la mesa

58. FRESADORA MIXTA El husillo se puede colocar tanto vertical como horizontalmente sobre la mesa

59. FRESADORA UNIVERSAL Una 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.

60. CARACTERISTICAS DE UNA FRESADORA Las 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.

61. FUNCIONAMIENTO DE LA FRESADORA Todas 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

62. CONTROLES ELECTRICOS Este es un ejemplo de controles eléctricos para una fresadora. MOVIMIENTO RÁPIDO: APAGADO ENCENDER HUSILLO VERTICAL ENCENDER HUSILLO HORIZONTAL AVANCES

63. FUNCIONAMIENTO DE LA FRESADORA VELOCIDADES: 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)

64. VELOCIDADES DE CORTE BOTONES PARA PROBRA QUE EL SISTEMA DE ENGRANAJES SI SE ACOPLO ADECUADAMENTE Y EL HUSILLO ESTA FUNCIONANDO BIEN Este 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.

65. FUNCIONAMIENTO DE LA FRESADORA AVANCES: 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

66. AVANCES EMBRAGUE EJE VERTICAL (Z): la cantidad de embragues y su posición depende del fabricante PALANCA PARA SELECCIÓN DE VELOCIDAD DE AVANCE AUTOMATICO

67. AVANCES Esta 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.

68. EMBRAGUES PARA ACTIVAR O DESACTIVAR EL AVANCE AUTOMATICO EMBRAGUES PARA EJE LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL TOPES MECANICOS PARA LOS TRES EJES

69. ACCESORIOS DE LA FRESADORA Con 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.

70. ACCESORIOS DE LA FRESADORA CABEZAL 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.

71. ACCESORIOS DE LA FRESADORA El 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.

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

74. 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.

75. 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

77. 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.

79. ACCESORIOS PARA LA FRESADORA Los 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.

80. ACCESORIOS PARA LA FRESADORA Los 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.

82. 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.

84. PERNOS PARA LA FIJACION DE LA PIEZA PERNO SIN TORNILLO PERNO CON TORNILLO: el tornillo es un eje roscado a ambos lados

85. ACCESORIOS DE LAFRESADORA El 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.

86. ACCESORIOS DE LAFRESADORA Los 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.

87. ACCESORIOS DE LAFRESADORA MESA 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.

88. 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.

89. ACCESORIOS DE LA FRESADORA Las 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.

90. ACCESORIOS DE LA FRESADORA El APARATO MORTAJADOR convierte el movimiento de rotación del husillo en un movimiento rectilíneo de la herramienta, convirtiéndose hasta cierto punto en una limadora vertical.

91. VELOCIDAD DE CORTE La VELOCIDAD DE CORTE es el camino recorrido por el fijo de un diente de la fresa en metros o pies por minuto. Existen dos formulas para hallarla, ya sea para el sistema métrico o el sistema ingles. Formula sistema métrico: π = 3.1416 D= diámetro de la fresa en mm. N = RPM de la fresa Formula sistema inglés: π = 3.1416 D”= diámetro de la fresa en in (pulgadas). N = RPM de la fresa

92. TABLA DE VELOCIDADES DE CORTE Las velocidades de corte (Vc) sugeridas han sido calculadas previamente en laboratorios por medios de ensayos, tratando siempre de encontrar una velocidad limite que permite el máximo rendimiento y la mayor duración del filo de la fresa. La tabla que aparece a continuación muestra las Vc de algunos materiales para desbaste y acabado, junto con el valor de profundidad de corte (a) y el avance por diente en mm (Sz). Los factores que afectan las Vc son: la calidad del material de la fresa y sus dimensiones. Calidad del material que se va a maquinar. Avance y profundidad de corte de la herramienta. Uso de fluido de corte Tipo de montaje del material Tipo de montaje de la herramienta

93. REVOLUCIONES POR MINUTO Como las velocidades de corte viene dada en tablas, no es necesario calcularlas, por ende lo que nos interesa conocer son las revoluciones por minuto a la cual debe girar la fresa para realizar el corte de un material determinado, y se calcula de la siguiente forma: Formula sistema métrico: π = 3.1416 D= diámetro de la fresa en mm. N = RPM de la fresa Formula sistema inglés: π = 3.1416 D”= diámetro de la fresa en in (pulgadas). N = RPM de la fresa

94. AVANCE El AVANCE o desplazamiento de la mesa o pieza en mm/min ó in/min en sentido longitudinal, transversal o vertical, depende de: La fresa Material de la pieza La profundidad de corte (este influye en el avance y viceversa) Calidad de la superficie deseada (tipo de acabado) La potencia de la máquina Sujeción de la pieza y se calcula de la siguiente manera: Primero se calculan las RPM (ver formula para calcular las revoluciones por minuto)

95. AVANCE Calcular la potencia efectiva de la máquina (Pe): esta potencia es igual al 70% de la potencia teórica (P), debido al rozamiento, deslizamiento de las poleas, etc. Las unidades para indicar la potencia es KW (kilowatts) P= Potencia teórica en KW V=Voltaje (V) I = corriente (Amp) Pe= Potencia efectiva en KW

96. AVANCE El avance por minuto se calcula en función del avance por diente (Sz), el número de dientes de la fresa (z) y el número de revoluciones de ésta. El avance por diente es el desplazamiento de mesa cada diente de la fresa. Su valor no debe ser menorr a 0.02 mm ni mayor a de 0.2 mm; se elige de acuerdo a la calidad de la superfice deseada, la dureza del material trabajado, la sujeción de la pieza, etc.

97. VOLUMEN MAXIMO El volumen máximo (Vm) es la cantidad máxima de viruta en cm3 por KW de potencia que puede desprender la máquina en un minuto. Este volumen se calcula por medio de la siguiente formula: Vm= Va*Pe Donde, Va = Volumen admisible Pe = Potencia efectiva en KW el volumen admisible Va viene dado en tablas, en la siguiente tabla se muestra el Va en cm3 por KW/min para fresas frontales hasta 20% más. NOTA: el volumen admisible es la cantidad de viruta en cm3 que puede desprender la máquina por cada KW de potencia en un minuto.

98. PROFUNDIDAD DE CORTE La PROFUNDIDAD DE CORTE se calcula en función de Vm y del avance por minuto (avance/min), así: a = profundidad de corte Vm = Volumen máximo en cm3 KW/min b = ancho de la fresa Amin = avance por minuto NOTA: Para dar la profundidad de corte en la máquina, tomamos el 80% de la profundidad dada por el cálculo.

99. EJERCICIO Calcular el avance por minuto y profundidad de corte para fresar una pieza de acero dulce con una fresa cuyo diámetro es de 80 mm, ancho 50mm, número de dientes igual a 8; con un avance elegido de 0.03 mm y una potencia de la maquina (teórica) de 3KW. Nota: traer resuelto para la proxima clase

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