Equipamiento de una fresadora de control numrico[editar]
Husillode bolas sinjuegodel movimiento longitudinal de la
mesa.Los equipamientos de serie y opcionales que montan las
fresadoras actuales son muy variables en funcin de las prestaciones
que tengan.Respecto al manejo de la informacin, es necesario tener
en cuenta el tipo delenguaje de programacinque es posible utilizar,
la capacidad dememoriade la mquina para un uso posterior de los
programas almacenados, as como la forma de introduccin y
modificacin de los programas: a pie de mquina, mediantedispositivos
de almacenamiento de datos(disqueteomemoria USB), o mediante
unatarjeta de red.Launidad central de proceso(CPU, por sus siglas
eningls) de la mquina controla accionamientos rotativos, para lo
cual se utilizanservomotoresque 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
mediantehusillosde bolas sinjuego.LaCPUobtiene datos del programa y
de lossensoresinstalados, los cuales permiten establecer
unarealimentacindel control de las operaciones. Laprecisinde estos
sensores y lavelocidad de procesamientode laCPUlimitan la precisin
dimensional que puede obtenerse. El tipo de sensor utilizado ha
evolucionado con el tiempo, siendo en la actualidad muy utilizados
los sensores deefecto Hallpara el control de los desplazamientos y
giros realizados. Para controlar la posicin del origen delsistema
de referenciade los movimientos realizados y el desgaste de la
herramienta se utilizan uno o variospalpadoreso sondas de medida.
Un palpador es un dispositivo con un vstago que acciona
unpulsadoral hacer contacto con la pieza o con la mesa de la
mquina. Tambin puede establecerse elorigen de coordenadasrealizando
un contacto en movimiento de la herramienta con la zona a
mecanizar.Adems de los movimientos de la pieza y de la herramienta,
pueden controlarse de manera automatizada otros parmetros como la
herramienta empleada, que puede cambiarse desde un almacn de
herramientas instalado en la mquina; el uso o no de fluido
refrigerante o la apertura y cierre de las puertas de
seguridad.Accesorios principales[editar]
Visualizadorde lascotasde los ejes.Existen varios accesorios que
se instalan en las fresadoras para realizar operaciones de
mecanizado diferentes o para una utilizacin con mayor rapidez,
precisin y seguridad:13 Dispositivos de adicin de ejes: cabezal
multiangular (permite orientar el eje del portaherramientas),
divisor universal con contrapunto y juego de engranes y mesa
circular divisora. Dispositivos para sujecin de piezas: plato
universal de 3 garras con contraplato; contrapunto y lunetas;
mordaza giratoria graduada; mordaza hidrulica. Dispositivos para
sujecin 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: visualizacin digital de cotas y palpadores
de medida.Sujecin de herramientas[editar]
Adaptador CAT-40 con prisionero.
Almacn de ejes portafresas.Las fresas pueden clasificarse segn
el mecanismo de sujecin al portaherramientas en fresas con mango
cnico, fresas con mango cilndrico y fresas para montar enrbol.Las
fresas con mango cnico, a excepcin de las fresas grandes, en
general se montan al portaherramientas utilizando unmandrilo un
manguito adaptador intermedio, cuyo alojamiento tiene la
mismaconicidadque el mango de la fresa. Las conicidades utilizadas
suelen ser las correspondientes a losconos ISOo a losconos Morse,
existiendo tambin otros tipos menos utilizados en fresadoras como
losconos Brown y Sharpe.9Las fresas con mango cilndrico se fijan al
portaherramienta 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 mquina.9Las fresas para montaje sobre rbol tienen
un agujero central para alojar el eje portaherramientas,
cuyodimetroest normalizado. Estas fresas disponen de
unchaveteropara asegurar la rotacin de la herramienta y evitar que
patinen. Para posicionar axialmente estas fresas en el eje, se
emplean unoscasquillosseparadores de anchuras normalizadas. Adems,
en caso de necesidad pueden montarse varias fresas simultneamente
en lo que se denomina untren de fresas. Para el cambio manual de
los ejes portafresas se recurre a sistemas clsicos de amarre con
tirante roscado, pero cada vez es ms utilizado el apriete neumtico
o hidralico debido a la rapidez con la que se realiza el cambio.Las
fresadoras de control numrico incorporan un almacn de herramientas
y disponen de un mecanismo que permite el cambio de herramientas de
forma automtica segn las rdenes programadas.1Para poder orientar la
herramienta existen varios tipos de dispositivos, como el cabezal
Hur, el cabezal Gambin o las platinas orientables.3Cabezal vertical
universal[editar]
Cabezal universal.El cabezal vertical universal Hur es un
mecanismo que aumenta las prestaciones de una fresadora universal y
es de aplicacin 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 aplicacin en las
fresadoras universales y no se utiliza en las fresadoras
verticales.Consta de dos partes: la primera, con el rbol
portaherramientas, se une con la otra parte del cabezal segn una
corredera circular inclinada 45 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 mquina. El cabezal est dispuesto para
incorporarle herramientas de fresar, brocas y escariadores mediante
pinzas, portabrocas y otros elementos de sujecin 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.14Sujecin de
piezas[editar]
Mordazapara sujetar piezas.
Mesa de trabajo giratoria.
Mecanismo divisor universal.Para conseguir una correcta fijacin
de las piezas en la mesa de trabajo de una fresadora se utilizan
diversos dispositivos. El sistema de sujecin que se adopte debe
permitir que la carga y la descarga de las piezas en la mesa de
trabajo sean rpidas y precisas, garantizar larepetibilidadde las
posiciones de las piezas y su amarre con una rigidez suficiente.
Adems, el sistema de sujecin empleado debe garantizar que la
herramienta de corte pueda realizar los recorridos durante las
operaciones de corte sin colisionar con ningn utillaje.1Existen dos
tipos principales de dispositivos de fijacin: las bridas de apriete
y las mordazas, siendo estas ltimas las ms usuales.
Lasmordazasempleadas pueden ser de base fija o de base giratoria.
Las mordazas de base giratoria estn montadas sobre un plato
circular graduado. Mordazas pueden ser de accionamiento manual o de
accionamiento hidrulico. Las mordazas hidrulicas permiten
automatizar la apertura y el cierre de las mismas as como la presin
de apriete.4Las mesas circulares, los platos giratorios y los
mecanismos divisores son elementos que se colocan entre la mesa de
la mquina y la pieza para lograr orientar la pieza en ngulos
medibles.Adems, hay otros dispositivos que facilitan el apoyo como
ranuras en V para fijar redondos o placas angulares para
realizarchaflanesy utillajes de diseo especial. Al fijar una pieza
larga con un mecanismo divisor pueden utilizarse
uncontrapuntoylunetas. Para la fijacin de las piezas y los
dispositivos que se utilizan, las mesas disponen de unas ranuras en
forma de T en las cuales se introducen lostornillosque fijan los
utillajes y dispositivos utilizados. Tambin es posible utilizar
dispositivosmagnticosque utilizanimanes.Las fresadoras de control
numrico pueden equiparse con dos mesas de trabajo, lo cual hace
posible la carga y descarga de las piezas al mismo tiempo que se
est mecanizando una nueva pieza con el consiguiente ahorro de
tiempo. La colocacin o el giro de la mesa o de sus accesorios a la
posicin de trabajo pueden programarse con funciones especficas en
los programas de control numrico.Mecanismo
divisor[editar]Unmecanismo divisores un accesorio de las mquinas
fresadoras y de otras mquinas herramientas
comotaladradorasymandrinadoras. Este dispositivo se fija sobre la
mesa de la mquina y permite realizar operaciones espaciadas
angularmente respecto a un eje de la pieza a mecanizar. Se utiliza
para la elaboracin deengranajes,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
piezasesbeltasse utilizan tambinlunetaso apoyos de altura regulable
para que lasdeformacionesno sean excesivas. El divisor directo
incorpora un disco o platillo con varias circunferencias
concntricas, en cada una de las cuales hay un nmero diferente de
agujeros espaciados regularmente. En uno de estos agujeros se
posiciona unpasadorque gira solidariamente con lamaniveladel eje de
mando. Si el divisor est automatizado, la divisin se realiza de
forma automtica, utilizando un disco apropiado para cada caso. Este
sistema se emplea en mecanizar grandes cantidades de ejes ranurados
por ejemplo. Larelacin de transmisinentre 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
semiuniversal y divisor universal.Un divisor directo tiene
unrbolque, por un extremo tiene una punta cnica 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
perifricas y el pasador de retencin se sita perpendicularmente al
eje de mando.Un divisor semiuniversal se utiliza bsicamente para
mecanizar ejes y engranajes de muchos dientes cuando es posible
establecer una relacin 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 detornillo sin finy rueda helicoidal cuyarelacin de
transmisin(i) usualmente es de 40:1 60:1, as como varios discos
intercambiables. En estos casos, la manivela de mando debe dar 40
60 vueltas para completar una vuelta en el eje de trabajo del
divisor. Para girar el eje de trabajo una fraccin de vuelta de
valor determinado debe calcularse previamente el giro que ha de
realizar la manivela. Por ejemplo, para el tallado de un pin de 20
dientes, la manivela debe girar40/20 = 2vueltas para avanzar de un
diente al siguiente. Si se desea tallar un engranaje de 33 dientes,
la solucin es 40/33 = 1+7/33, con lo cual hay que instalar un
platillo que tenga 33 agujeros y habr que dar un giro a la manivela
de una vuelta completa ms 7 agujeros del platillo de 33 agujeros.El
divisor universal es de constitucin parecida al divisor
semiuniversal y se diferencia de este ltimo en que incorpora un
tren exterior de engranajes intercambiables que permite realizar la
divisin diferencial y tallar engranajes helicoidales cuando se
establece una relacin de giro del plato divisor con el avance de la
mesa de la fresadora. La divisin diferencial se utiliza cuando el
engranaje que se desea tallar tiene un nmero de dientes que no es
posible hacerlo de forma directa con los platillos disponibles
porque no se dispone del nmero de agujeros que puedan conseguir un
cociente exacto entre el giro del eje del divisor y el de la
manivela del platillo.14Para el mecanizado de grandes producciones
de ejes ranurados o escariadores, existen mecanismos divisores
automticos con discos ranurados segn el nmero de estras 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 mquinas para el tallado de engranajes que
consiguen mayores niveles de calidad y productividad. Algunas
fresadoras modernas de control numrico (CNC) disponen de mesas
giratorias o cabezales orientables para que las piezas puedan ser
mecanizadas por diferentes planos y ngulos de aproximacin, lo cual
hace innecesario utilizar el mecanismo divisor en estas
mquinas.Herramientas[editar]
Fresascilndricas para diversas aplicaciones.Las herramientas de
corte ms utilizadas en una fresadora se denominanfresas, aunque
tambin pueden utilizarse otras herramientas para realizar
operaciones diferentes al fresado, comobrocaspara taladrar
oescariadores. 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 est determinada por su
dimetro, su forma, material constituyente, nmeros de labios o
dientes que tenga y el sistema de sujecin a la mquina.Los labios
cortantes de las fresas deacero rpido(HSS) pueden ser rectilneos o
helicoidales, y las fresas que montan plaquitas intercambiables son
decarburo metlicocomo elcarburo de tungsteno, conocido comowidia,
demetalcermicao, en casos especiales, denitruro de boro cbico(CBN)
o dediamantepolicristalino(PDC). En general, los materiales
msdurosen los filos de corte permiten utilizar mayores velocidades
de corte, pero al ser menostenaces, exigen una velocidad de avance
menor. El nmero de labios o plaquitas de las fresas depende de su
dimetro, de la cantidad de viruta que debe arrancar, de la dureza
del material y del tipo de fresa.Caractersticas de las plaquitas
insertables[editar]
Fresa de planear con plaquitas insertables cuadradas.
Fresa de perfilar con plaquitas redondas.La calidad de las
plaquitas insertables se selecciona teniendo en cuenta el material
de la pieza, el tipo de aplicacin y las condiciones de mecanizado.
La variedad de las formas de las plaquitas es grande y est
normalizada. Asimismo la variedad de materiales de las herramientas
modernas es considerable y est sujeta a un desarrollo
continuo.15Los principales materiales de las plaquitas de metal
duro para fresado son los que se muestran en la siguiente
tabla:MaterialSmbolo
Metales duros recubiertosHC
Metales durosH
CermetsHT, HC
CermicasCA, CN, CC
Nitruro de boro cbicoBN
Diamantes policristalinosDP, HC
La adecuacin de los diferentes tipos de plaquitas segn sea el
material a mecanizar se indican a continuacin y se clasifican segn
una normaISO/ANSIpara indicar las aplicaciones en relacin a la
resistencia y la tenacidad que tienen.Cdigo de calidades de
plaquitas
SERIEISOCaractersticas
SeriePISO 01, 10, 20, 30, 40, 50Ideales para el mecanizado
deacero, acero fundido, y acero maleable de viruta larga.
Serie MISO 10, 20, 30, 40Ideales para fresaracero inoxidable,
ferrtico y martenstico, acero fundido, acero al manganeso, fundicin
aleada, fundicin maleable y acero de fcil mecanizacin.
Serie KISO 01, 10, 20, 30Ideal para el fresado defundicingris,
fundicin en coquilla, y fundicin maleable de viruta corta.
Serie NISO 01, 10. 20, 30Ideal para el fresado de metales
no-frreos
Serie SPueden ser de base denquelo de base detitanio. Ideales
para el mecanizado de aleaciones termorresistentes y
speraleaciones.
Serie HISO 01, 10, 20, 30Ideal para el fresado de materiales
endurecidos.
Plaquita dewidiacuadrada.
Plaquita dewidiaredonda.Como hay tanta variedad en las formas
geomtricas, tamaos y ngulos de corte, existe una codificacin
normalizada por laOrganizacin Internacional de Estandarizacin(ISO
1832)16que est compuesta de cuatro letras y seis nmeros donde cada
una de estas letras y nmeros indica una caracterstica determinada
del tipo de plaquita correspondiente.17Ejemplo de cdigo de
plaquita: SNMG 160408 HCPrimeraletraFormageomtrica
CRmbica 80
DRmbica 55
LRectangular
RRedonda
SCuadrada
TTriangular
VRmbica 35
WHexagonal 80
Segundaletrangulo deincidencia
A3
B5
C7
D15
E20
F25
G30
N0
P11
TerceraletraToleranciadimensional
JMenor
Mayor
K
L
M
N
U
CuartaletraTipo de sujecin
AAgujero sin avellanar
GAgujero con rompevirutas en dos caras
MAgujero con rompevirutas en una cara
NSin agujero ni rompevirutas
WAgujero avellanado en una cara
TAgujero avellanado y rompevirutas en una cara
NSin agujero y con rompevirutas en una cara
XNo estndar
Las dos primeras cifras indican en milmetros la longitud de la
arista de corte de la plaquita, las dos cifras siguientes indican
en milmetros el espesor de la plaquita y las dos ltimas cifras
indican en dcimas de milmetro el radio de punta de la plaquita. A
este cdigo general el fabricante de la plaquita puede aadir dos
letras para indicar la calidad de la plaquita o el uso
recomendado.Afilado de fresas[editar]
Afiladorauniversal.La forma constructiva de lasfresasdeacero
rpidopermite que cuando los filos de corte estn desgastados puedan
ser afilados nuevamente mediante unas mquinas de afilar diseadas
para esta tarea. Hay un tipo de mquina,
denominadaafiladorauniversal que, con los accesorios adecuados y
lasmuelasadecuadas, permite realizar el afilado
debrocas,escariadoresy fresas frontales y cilndricas mediante
elrectificadocon discos deesmeril.14Verificacin y puesta a
punto[editar]Tanto en su construccin como en el mantenimiento
preventivo que de forma peridica deben realizarse a las fresadoras
es necesario controlar los siguientes parmetros:4 Cimentacin y
nivelacin. Las fresadoras deben estar sujetas en cimientos que
amortigen de la mejor forma posible las vibraciones, as como que
est correctamente nivelada para asegurar un buen funcionamiento a
la mesa en sus desplazamientos siendo necesario utilizarnivelesde
precisin. Alineacin. Mediante el uso decomparadoreshay que
verificar que la mesa est totalmente alineada procediendo a su
reglaje si se observan desalineaciones. Funcionamiento del eje
portafresas. Se hace necesario verificar peridicamente con un
comparador el posible descentrado del eje portafresas en su
movimiento rotatorio. Alineacin de los puntos del plato divisor y
el contrapunto. Utilizando ungramiladecuado se procede a verificar
la altura y alineacin de estos dos accesorios. Comprobacin de la
precisin de los nonios graduados. Verificar si los desplazamientos
reales coinciden con la graduacin de los tambores. Verificacin del
juego del eje portafresas en la luneta del carnero. Si existe un
juego excesivo es necesario proceder a la sustitucin casquillo de
bronce de la luneta.Operaciones de fresado[editar]Con el uso
creciente de las fresadoras de control numrico estn aumentando las
operaciones de fresado que se pueden realizar con este tipo de
mquinas, siendo as que el fresado se ha convertido en un mtodo
polivalente demecanizado. El desarrollo de las herramientas ha
contribuido tambin a crear nuevas posibilidades de fresado adems de
incrementar de forma considerable la productividad, la calidad y
exactitud de las operaciones realizadas.El fresado consiste
principalmente en el corte del material que se mecaniza con una
herramienta rotativa de varios filos, que se llaman dientes, labios
o plaquitas de metal duro, que ejecuta movimientos de avance
programados de la mesa de trabajo en casi cualquier direccin de los
tres ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa donde va
fijada la pieza que se mecaniza.Las herramientas de fresar se
caracterizan por su dimetro exterior, el nmero de dientes, el paso
de los dientes (distancia entre dos dientes consecutivos) y el
sistema de fijacin de la fresa en la mquina.En lasfresadoras
universalesutilizando los accesorios adecuados o en lasfresadoras
de control numricose puede realizar la siguiente relacin de
fresados:1
Fresa deplanearde plaquitas de metal duro. Planeado. La
aplicacin ms frecuente de fresado es elplaneado, que tiene por
objetivo conseguir superficies planas. Para el planeado se utilizan
generalmente fresas de planear de plaquitas intercambiables de
metal duro, existiendo una gama muy variada de dimetros de estas
fresas y del nmero de plaquitas que monta cada fresa. Los
fabricantes de plaquitas recomiendan como primera opcin el uso de
plaquitas redondas o con ngulos de 45 como alternativa. Fresado en
escuadra. El fresado en escuadra es una variante del planeado que
consiste en dejar escalones perpendiculares en la pieza que se
mecaniza. Para ello se utilizan plaquitas cuadradas o rmbicas
situadas en el portaherramientas de forma adecuada. Cubicaje. La
operacin decubicajees muy comn en fresadoras verticales u
horizontales y consiste en preparar los tarugos de metal u otro
material comomrmologranitoen las dimensiones cbicas adecuadas para
operaciones posteriores. Este fresado tambin se realiza con fresas
de planear de plaquitas intercambiables. Corte. Una de las
operaciones iniciales de mecanizado que hay que realizar consiste
muchas veces en cortar las piezas a la longitud determinada
partiendo de barras y perfiles comerciales de una longitud mayor.
Para el corte industrial de piezas se utilizan
indistintamentesierras de cintao fresadoras equipadas con fresas
cilndricas de corte. Lo significativo de las fresas de corte es que
pueden ser deacero rpidoo de metal duro. Se caracterizan por ser
muy delgadas (del orden de 3 mm aunque puede variar), tener un
dimetro grande y un dentado muy fino. Se utilizan fresas de disco
relativamente poco espesor (de 0,5 a 6mm) y hasta 300mm de dimetro
con las superficies laterales retranqueadas para evitar el
rozamiento de estas con la pieza.9
Fresa de disco para ranurar.
Fresas pararanuradodechaveteros. Ranurado recto. Para el fresado
de ranuras rectas se utilizan generalmente fresas cilndricas con la
anchura de la ranura y, a menudo, se montan varias fresas en el eje
portafresas permitiendo aumentar la productividad de mecanizado. Al
montaje de varias fresas cilndricas se le denomina tren de fresas o
fresas compuestas. Las fresas cilndricas se caracterizan por tener
tres aristas de corte: la frontal y las dos laterales. En la mayora
de aplicaciones se utilizan fresas de acero rpido ya que las de
metal duro son muy caras y por lo tanto solo se emplean en
producciones muy grandes. Ranurado de forma. Se utilizan fresas de
la forma adecuada a la ranura, que puede ser en forma de T, decola
de milano, etc. Ranurado de chaveteros. Se utilizan fresas
cilndricas con mango, conocidas en el argot comobailarinas, con las
que se puede avanzar el corte tanto en direccin perpendicular a su
eje como paralela a este. Copiado. Para el fresado en copiado se
utilizan fresas con plaquitas de perfil redondo a fin de poder
realizar operaciones de mecanizado en orografas y perfiles de caras
cambiantes. Existen dos tipos de fresas de copiar: las de perfil de
media bola y las de canto redondo otricas. Fresado de cavidades. En
este tipo de operaciones es recomendable realizar un taladro previo
y a partir del mismo y con fresas adecuadas abordar el mecanizado
de la cavidad teniendo en cuenta que los radios de la cavidad deben
ser al menos un 15% superior al radio de la fresa. Torno-fresado.
Este tipo de mecanizado utiliza lainterpolacin circularen
fresadoras de control numrico y sirve tanto para el torneado de
agujeros de precisin como para el torneado exterior. El proceso
combina la rotacin de la pieza y de la herramienta de fresar siendo
posible conseguir unasuperficie de revolucin. Esta superficie puede
ser concntrica respecto a la lnea central de rotacin de la pieza.
Si se desplaza la fresa hacia arriba o hacia abajo coordinadamente
con el giro de la pieza pueden obtenerse geometras excntricas, como
el de unaleva, o incluso el de unrbol de levaso uncigeal. Con el
desplazamiento axial es posible alcanzar la longitud requerida.
Fresado de roscas. El fresado deroscasrequiere una fresadora capaz
de realizarinterpolacin helicoidalsimultnea en dos grados de
libertad: la rotacin de la pieza respecto al eje de la hlice de la
rosca y la traslacin de la pieza en la direccin de dicho eje. El
perfil de los filos de corte de la fresa deben ser adecuados al
tipo de rosca que se mecanice. Fresado frontal. Consiste en el
fresado que se realiza con fresas helicoidales cilndricas que
atacan frontalmente la operacin de fresado. En las fresadoras de
control numrico se utilizan cada vez ms fresas de metal duro
totalmente integrales que permiten trabajar a velocidades muy
altas. Fresado de engranajes. El fresado deengranajesapenas se
realiza ya en fresadoras universales mediante el plato divisor,
sino que se hacen en mquinas especiales llamadastalladoras de
engranajesy con el uso de fresas especiales del mdulo de diente
adecuado. Taladrado,escariadoymandrinado. Estas operaciones se
realizan habitualmente en las fresadoras de control numrico dotadas
de un almacn de herramientas y utilizando las herramientas
adecuadas para cada caso. Mortajado. Consiste en mecanizar
chaveteros en los agujeros, para lo cual se utilizanbrochadoraso
bien un accesorio especial que se acopla al cabezal de las
fresadoras universales y transforma el movimiento de rotacin en un
movimiento vertical alternativo. Fresado en rampa. Es un tipo de
fresado habitual en el mecanizado demoldesque se realiza con
fresadoras copiadoras o con fresadoras de control
numrico.Consideraciones generales para el fresado[editar]
Fresado a favor.Para que los trabajos de fresado se realicen en
las mejores condiciones se han de cumplir una serie de requisitos.
Se debe asegurar una buena rigidez de la mquina y que tenga la
potencia suficiente para poder utilizar las herramientas ms
convenientes. Asimismo debe utilizarse el menor voladizo de la
herramienta con el husillo que sea posible.Respecto de las
herramientas de fresar, hay que adecuar el nmero de dientes, labios
o plaquitas de las fresas procurando que no haya demasiados filos
trabajando simultneamente. El dimetro de las fresas de planear debe
ser el adecuado de acuerdo con la anchura de corte.En los parmetros
de corte hay que seleccionar el avance de trabajo por diente ms
adecuado de acuerdo con las caractersticas del mecanizado como el
material de la pieza, las caractersticas de la fresa, la calidad y
precisin requeridas para la pieza y la evacuacin de la viruta.
Siempre que sea posible, hay que realizar el fresado en
concordancia y utilizar plaquitas de geometra positiva, es decir,
conngulo de desprendimientopositivo. Debe utilizarse refrigerante
slo si es necesario, pues el fresado se realiza en mejores
condiciones sin refrigerante en la mayora de las aplicaciones de
las plaquitas de metal duro.15Problemas habituales en el
fresado[editar]Durante el fresado pueden aparecer una serie de
problemas que dificultan la calidad de las operaciones de fresado.
Los problemas ms habituales se muestran en la siguiente
tabla:15Problemas habitualesCausas posibles
Velocidad de corteVelocidad de avanceProfundidad de corteTipo
defresa
AltaBajaAltaBajaAltaBajaPocoduraPocotenazRadio de punta
grandengulo de desprendimientopequeo o negativo
Alteracinde losfilos de corteDesgaste de la superficie de
incidenciaXX
Entallas en el filoXX
Craterizacin odeformacin plsticaXXXX
Filo de aportacin(viruta soldada en el filo)XX
Pequeos astillamientosXXX
Rotura de dientesXXX
Virutas largasXXX
VibracionesXXXXX
Las vibraciones excesivas pueden ser causadas adems por
fijaciones incorrectas o poco rgidas o porque la pieza se deforme
cuando incide sobre ella cada diente de la fresa. Adems, el fresado
en oposicin genera ms vibraciones que el fresado en concordancia.
Dichas vibraciones afectan a las tolerancias dimensionales y a las
rugosidades obtenidas, por lo que laarmonaentre la herramienta y su
movimiento de corte junto con la pieza y mquina es esencial para
maximizar el mejoracabado. Otras causas de imperfecciones en las
superficies mecanizadas son las alteraciones de los filos de corte,
la falta de mantenimiento de la mquina y el uso incorrecto de los
utillajes.Vase tambin:Rugosidad (mecnica)Parmetros de corte del
fresado[editar]
Fresado en concordancia,18149o hacia abajo.19
Fresado en oposicin,18149o hacia arriba.19Los parmetros
tecnolgicos fundamentales que hay que considerar en el proceso de
fresado son los siguientes:20 Eleccin del tipo de mquina,
accesorios y sistemas de fijacin de pieza y herramienta ms
adecuados. Eleccin del tipo de fresado: frontal, tangencial en
concordancia o tangencial en oposicin. Eleccin de los parmetros de
corte: velocidad de corte (Vc), velocidad de giro de la herramienta
(n), velocidad de avance (Va), profundidad de pasada (p), anchura
de corte (Ac), etc.)No hay unanimidad dentro del sector del
mecanizado en las denominaciones de los procedimientos de fresado.
El fresado tangencial tambin es denominado fresado perifrico,
fresado cilndrico o fresado helicoidal. Los dos tipos de fresados
tangenciales tambin son conocidos con varias denominaciones:
Fresado en concordancia: fresado hacia abajo,19o fresado
equicorriente.9 Fresado en oposicin: fresado hacia arriba,19o
fresado normal.9En el fresado en concordancia, la herramienta gira
en el mismo sentido en el que avanza la pieza. Este tipo de fresado
es tambin conocido comofresado hacia abajodebido a que, cuando el
eje de giro de la fresa es horizontal, la componente vertical de la
fuerza de corte est dirigida hacia la abajo.19En el fresado en
oposicin, tambin conocido comofresado hacia arriba, ocurre lo
contrario, es decir, la herramienta gira en sentido contrario al
avance de la pieza y la componente vertical de la fuerza de corte
se dirige hacia arriba.Para obtener una buena calidad en la
superficie mecanizada, el fresado en concordancia es el mtodo de
fresado ms recomendable siempre que la mquina, la herramienta y los
utillajes lo permitan.21En el fresado en oposicin, el espesor de la
viruta y la presin de corte aumentan segn avanza la herramienta,
por lo que se requiere menos potencia para la mquina. Sin embargo,
este mtodo presenta varios inconvenientes. Produce vibraciones en
la mquina y una peor calidad superficial del mecanizado. Hay que
tener cuidado con la sujecin de la pieza porque el empuje de la
herramienta tender a expulsarla del amarre.22En el fresado en
concordancia, los dientes de la fresa inician el corte de la pieza
con el mximo espesor de viruta, por lo que se necesita mayor
esfuerzo de corte que en el fresado en oposicin. Cuando la fresa se
retira de la pieza, el espesor de la viruta es menor y por tanto la
presin de trabajo es menor, produciendo as un mejor acabado de la
superficie mecanizada. Este mtodo de fresado requiere mquinas de
mayor potencia y rigidez. Este fresado favorece la sujecin de la
pieza porque tiende a apretarla hacia abajo.23Al utilizar
herramientas cuyos filos de corte permiten avanzar el corte en
direccin axial y en direccin radial, como en las fresas de planear
o lasbailarinas, en la mayora de los casos es recomendable que,
cuando la fresa est cortando, se realicen prioritariamente los
movimientos de avance en la direccin radial. Esto es debido a que
la geometra de los filos de corte, en la mayora de los casos, est
diseada para que se desgasten ms lentamente al avanzar el corte en
direccin radial. Teniendo esto en cuenta, los movimientos de
profundizacin con estas herramientas se realizan preferentemente en
vaco, se limitan a una perforacin inicial o dicha perforacin se
realiza con otras herramientas, por ejemplobrocasocoronas
trepanadoras. No obstante, cuando se utilizan plaquitas redondas en
fresas de perfilar es indiferente la direccin de avance.Velocidad
de corte[editar]Artculo principal:Velocidad de corteSe define como
velocidad de corte lavelocidad linealde la periferia de la fresa u
otra herramienta que se utilice en el fresado. La velocidad de
corte, que se expresa en metros por minuto (m/min), tiene que ser
elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende
de muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de fresa que
se utilice, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material
que se mecanice y de la velocidad de avance empleada. Las
limitaciones principales de la mquina son su gama de velocidades,
la potencia de los motores y de la rigidez de la fijacin de la
pieza y de la herramienta.Como cada filo de corte de la fresa
trabaja intermitentemente sobre la pieza, cortando nicamente
durante una fraccin de cada revolucin de la herramienta, los filos
de corte alcanzan temperaturas inferiores a las que se alcanzan en
untornoy, en consecuencia, se utilizan velocidades de corte
mayores. No obstante, el trabajo de la fresa en conjunto puede no
considerarse intermitente, pues siempre hay un filo de corte en
fase de trabajo.9A partir de la determinacin de la velocidad de
corte se puede determinar las revoluciones por minuto que tendr el
husillo portaherramientas segn la siguiente frmula:
DondeVces la velocidad de corte,nes la velocidad de rotacin de
la herramienta yDces el dimetro de la herramienta.La velocidad de
corte es el factor principal que determina la duracin de la
herramienta. Una alta velocidad de corte permite realizar el
mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la
herramienta. Los fabricantes de herramientas y prontuarios de
mecanizado ofrecen datos orientativos sobre la velocidad de corte
adecuada de las herramientas para unavida tilo duracin determinada
de la herramienta, por ejemplo, 15 minutos. En ocasiones, es
deseable ajustar la velocidad de corte para una duracin diferente
de la herramienta y optimizar laproductividad, para lo cual, los
valores de la velocidad de corte se multiplican por un factor de
correccin. La relacin entre este factor de correccin y la duracin
de la herramienta en operacin de corte no eslineal.24Una velocidad
de corte excesiva puede dar lugar a un desgaste muy rpido del filo
de corte de la herramienta, a la deformacin plstica del filo de
corte con prdida de tolerancia del mecanizado y, en general, a una
calidad del mecanizado deficiente. Por otra parte, una velocidad de
corte demasiado baja puede dar lugar a la formacin de filo de
aportacin en la herramienta, a dificultades en la evacuacin de
viruta y al aumento del tiempo de mecanizado, lo cual se traduce en
una bajaproductividady un coste elevado del mecanizado.Velocidad de
rotacin de la herramienta[editar]Lavelocidad de rotacindel husillo
portaherramientas se expresa habitualmente enrevoluciones por
minuto(rpm). En las fresadoras convencionales hay una gama limitada
de velocidades, que dependen de la velocidad de giro del motor
principal y del nmero de velocidades de lacaja de cambiosde la
mquina. En las fresadoras de control numrico, esta velocidad es
controlada con un sistema derealimentacinen el que puede
seleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un rango de
velocidades, hasta una velocidad mxima.La velocidad de rotacin de
la herramienta es directamenteproporcionala la velocidad de corte e
inversamente proporcional al dimetro de la herramienta.
Velocidad de avance[editar]Artculo principal:Avance
Diagrama de fresado frontal.p:profundidad de pasadala: longitud
de corte efectival: longitud de arista de corter:ngulo de
posicin.El avance o velocidad de avance en el fresado es la
velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la
velocidad con la que progresa el corte. El avance y el radio de la
punta de la herramienta de corte son los dos factores ms
importantes de los cuales depende larugosidadde la superficie
obtenida en el fresado.Cada fresa puede cortar adecuadamente en un
rango de velocidades de avance por cada revolucin de la
herramienta, denominadoavance por revolucin(fn). Este rango depende
fundamentalmente de nmero de dientes de la fresa, del tamao de cada
diente y de la profundidad de corte, adems del tipo de material de
la pieza y de la calidad y el tipo de plaquita de corte. Este rango
de velocidades se determina experimentalmente y se encuentra en los
catlogos de los fabricantes de plaquitas. Adems esta velocidad est
limitada por las rigideces de las sujeciones de la pieza y de la
herramienta y por la potencia del motor de avance de la mquina. El
grosor mximo de viruta en mm es el indicador de limitacin ms
importante para una herramienta de fresado. El filo de corte de las
herramientas se prueba para que tenga un valor determinado entre un
mnimo y un mximo de grosor de la viruta.El avance por revolucin
(fn) es el producto del avance por diente por el nmero de dientes
(z) de la herramienta.
La velocidad de avance es el producto del avance por revolucin
por la velocidad de rotacin de la herramienta.
Al igual que con la velocidad de rotacin de la herramienta, en
las fresadoras convencionales la velocidad de avance se selecciona
de una gama de velocidades disponibles en unacaja de cambios,
mientras que las fresadoras de control numrico pueden trabajar con
cualquier velocidad de avance hasta la mxima velocidad de avance de
la mquina.La velocidad de avance es decisiva para la formacin de
viruta, el consumo de potencia, larugosidad superficialobtenida,
lastensiones mecnicas, latemperaturaen la zona de corte y
laproductividad. Una elevada velocidad de avance da lugar a un buen
control de viruta y una mayor duracin de la herramienta por unidad
de superficie mecanizada, pero tambin da lugar a una elevada
rugosidad superficial y un mayor riesgo de deterioro de la
herramienta por roturas o por temperaturas excesivas. En cambio,
una velocidad de avance baja da lugar a la formacin de virutas ms
largas que pueden formar bucles y un incremento del tiempo de
mecanizado, lo cual hace que la duracin de la herramienta por
unidad de superficie sea menor y que la produccin sea ms
costosa.Profundidad de corte o de pasada[editar]La profundidad de
corte o profundidad de pasada (p) es la profundidad de la capa
arrancada de la superficie de la pieza en una pasada de la
herramienta. Habitualmente se expresa en milmetros (mm). La anchura
de corte (s), expresado en mm, es la anchura de la parte de la
pieza implicada en el corte. Estos parmetros hay que tenerlos en
cuenta por la influencia que tiene en el clculo de la seccin de
viruta y consecuentemente en la fuerza de corte necesaria para
poder realizar el mecanizado.La profundidad de pasada se establece
a priori y depende principalmente de las creces de material a
mecanizar, del grado deprecisin dimensionala conseguir, de
lapotenciade la mquina y de la relacin con respecto al avance
seleccionado y de parmetros propios de la plaquita de corte como su
tamao, el radio de la punta y su perfil. Al realizar mecanizados de
desbaste se utilizan filos con mayor longitud de arista de corte
que permiten realizar mecanizados con mayores profundidades de
pasada y velocidades de avance. Sin embargo, para las operaciones
de acabado, se requiere una profundidad de corte menor.La longitud
de corte efectiva (la), cuyo valor mximo est directamente
relacionado con la longitud de la arista del filo de corte, depende
de la profundidad de pasada (p) y delngulo de posicin()
Espesor y seccin de viruta[editar]La relacin que existe entre el
avance por diente de la fresa (fz) y la profundidad de pasada (p)
constituye la seccin de la viruta. La seccin de viruta guarda
tambin relacin con el tipo de fresado que se realice, la seccin de
viruta es igual a
El espesor de la viruta corresponde al avance por diente de la
fresa.El control de la seccin y del espesor de la viruta son
factores importantes a la hora de determinar el proceso de
mecanizado. Cuanto menor sea el espesor de la viruta en el momento
del arranque, la carga del filo ser menor y esto permitir aplicar
mayores velocidades de avance por diente sin daar al mismo,
teniendo que reducir la profundidad de corte debido a los menores
ngulos de posicionamiento de los filos. El poder controlar la
seccin de viruta depende principalmente de varios factores como la
potencia de la mquina, la fijacin o el sistema de amarre de la
pieza, la seccin del mango de la herramienta as como de la sujecin
de las plaquitas y la geometra de las mismas. El aumento de la
seccin y espesor de viruta, entre otras variables, implica un
aumento de la potencia necesaria para que se realice el arranque de
material.Volumen de viruta arrancado[editar]En el fresado
tangencial, el volumen de viruta arrancado por minuto se expresa
centmetros cbicos por minuto y se obtiene de la siguiente
frmula:
DondeQes el volumen de viruta arrancado por minuto,Aces el ancho
del corte,pes la profundidad de pasada, yfes la velocidad de
avance. Este dato es importante para determinar la potencia
necesaria de la mquina y la vida til de las herramientas.Tiempo de
mecanizado[editar]Para poder calcular el tiempo de mecanizado en
una fresadora hay que tener en cuenta la longitud de aproximacin y
salida de la fresa de la pieza que se mecaniza. Esta longitud
depende del tipo de fresado. Por ejemplo, en el planeado la
longitud de aproximacin coincide con la mitad del dimetro de la
herramienta; en el fresado de ranuras es diferente y depende la
profundidad de la ranura y del dimetro de la fresa; y en el fresado
por contorneado interior o exterior las longitudes de mecanizado
dependen del dimetro de la fresa y de la geometra de la superficie
contorneada.El tiempo de mecanizado puede calcularse a partir de la
siguiente ecuacin.;dondeTmes el tiempo de mecanizado yfes la
velocidad de avance.Fuerza especfica de corte[editar]
Fresado en oposicin.
Fresado en concordancia.La fuerza de corte es un parmetro a
tener en cuenta para evitar roturas y deformaciones en la
herramienta y en la pieza y para poder calcular la potencia
necesaria para efectuar un determinado mecanizado. Este parmetro
est en funcin del avance de fresado, de la velocidad de corte, de
la maquinabilidad del material, de la dureza del material, de las
caractersticas de la herramienta y del espesor medio de la viruta.
Todos estos factores se engloban en un coeficiente denominado
fuerza especfica de corte (kc), que se expresa en N/mm.15Potencia
de corte[editar]Lapotenciade corte (Pc) necesaria para efectuar un
determinado mecanizado habitualmente se expresa enkilovatios(kW) y
se calcula a partir del valor del volumen de arranque de viruta, la
fuerza especfica de corte y del rendimiento que tenga la fresadora.
Esta fuerza especfica de corte (kc) es una constante que se
determina en funcin del tipo de material que se est mecanizando, la
geometra de la herramienta, el espesor de viruta, etc.Para poder
obtener el valor de potencia correcto, el valor obtenido tiene que
dividirse por un determinado valoradimensionalque tiene en cuenta
elrendimientode la mquina (). Este valor es la relacin entre la
potencia de corte efectiva, es decir, la potencia necesaria en la
herramienta; respecto a la potencia consumida el motor de
accionamiento principal de la mquina.
dondePces la potencia de corte,Aces el ancho de corte;pes la
profundidad de pasada,fes la velocidad de avance,kces la fuerza
especfica de corte yes el rendimiento de la mquina.Mecanizado
rpido[editar]El concepto de mecanizado rpido, tambin llamado
mecanizado de alta velocidad (MAV), se refiere al que se produce en
las modernas mquinas herramientas de control numrico equipadas con
cabezales potentes y robustos que les permiten girar a muchos miles
de revoluciones por minuto hasta del orden de 30.000rpm, y avances
de trabajo muy grandes cuando se trata del mecanizado de materiales
blandos y con mucho vaciado de viruta tal y como ocurre en la
fabricacin de moldes o de grandes componentes de la industria
aeronutica. Los metales y aleaciones de fcil mecanizacin son los ms
adecuados para el concepto de mecanizado rpido.25Para el mecanizado
rpido de piezas con formas complejas se usan sistemasCAMque generan
trayectorias especficas de alta velocidad, para desbaste y para
acabado.26Fresado en seco y con refrigerante[editar]
Fresado dealuminioutilizandotaladrina.En la actualidad el
fresado en seco de ciertos materiales es completamente viable
cuando se utilizan herramientas de metal duro, por eso hay una
tendencia reciente a efectuar los mecanizados en seco siempre que
la calidad de la herramienta lo permita. La inquietud por
laeficienciaen el uso de refrigerantes de corte se despert durante
losaos 1990, cuando estudios realizados en empresas de fabricacin
de componentes paraautomocinenAlemaniapusieron de relieve el coste
elevado delciclo de vidadel refrigerante, especialmente en su
reciclado.Sin embargo, el mecanizado en seco no es adecuado para
todas las aplicaciones, especialmente
parataladrados,roscadosymandrinadospara garantizar la evacuacin de
las virutas, especialmente si se utilizan fresas de acero rpido.
Tampoco es recomendable fresar en seco materiales pastosos o
demasiado blandos como elaluminioo elacerode bajo contenido en
carbono ya que es muy probable que los filos de corte se embocen
con el material que cortan, formndose un filo de aportacin que
causa imperfecciones en el acabado superficial, dispersiones en las
medidas de la pieza e incluso roturas de los filos de corte. En el
caso de mecanizar materiales pocodctilesque tienden a formar viruta
corta, como lafundicin gris, lataladrinaes beneficiosa como agente
limpiador, evitando la formacin de nubes txicas deaerosoles. La
taladrina es imprescindible al fresar materiales abrasivos como
elacero inoxidable.En el fresado en seco la maquinaria debe estar
preparada para absorber sin problemas el calor producido en la
accin de corte. Para evitar excesos detemperaturapor el
sobrecalentamiento de husillos, herramientas y otros elementos,
suelen incorporarse circuitos internos de refrigeracin por aceite o
aire.Salvo excepciones, el fresado en seco se ha generalizado y ha
servido para que las empresas se hayan cuestionado usar taladrina
nicamente en las operaciones necesarias y con elcaudalnecesario. Es
necesario evaluar con cuidado operaciones, materiales, piezas,
exigencias de calidad y maquinaria para identificar los beneficios
de eliminar el aporte de refrigerante.27Gestin econmica del
fresado[editar]Cuando losingenierosdisean unamquina, un equipo o un
utensilio, lo hacen mediante el acoplamiento de una serie de
componentes de materiales diferentes y que requieren procesos
demecanizadopara conseguir lastolerancias de fabricacinadecuadas.La
suma del coste de lamateria primade una pieza, el coste del proceso
de mecanizado y el coste de las piezas fabricadas de forma
defectuosa constituyen el coste total de una pieza.Desde siempre el
desarrollo tecnolgico ha tenido como objetivo conseguir la mxima
calidad posible de los componentes as como el precio ms bajo
posible tanto de la materia prima como de los costes de
mecanizado.Para reducir el coste de fresado y del mecanizado en
general se ha actuado bajo las buenas prcticas de manufactura, en
los siguientes frentes: Conseguir materiales con
mejormaquinabilidad, de manera que una vez mecanizados en blando
son endurecidos mediante tratamientos trmicos que mejoran de forma
muy sensible sus prestaciones mecnicas
dedurezayresistenciaprincipalmente. Conseguir herramientas de
mecanizado de mejor calidad para aumentar de forma considerable las
condiciones tecnolgicas del mecanizado, tanto su velocidad de corte
como el avance de trabajo sin que se deterioren los filos de corte
de las herramientas. Construir fresadoras ms robustas, rpidas y
precisas que consigan reducir sensiblemente el tiempo de mecanizado
as como conseguir piezas de mayor calidad ytoleranciasms estrechas.
Ajustar los parmetros de corte a valores ptimos de
productividad,24incluyendo movimientos y cortes de entrada.Para
disminuir el ndice de piezas defectuosas se ha conseguido
automatizar al mximo el trabajo de las fresadoras, disminuyendo
drsticamente el fresado manual, y construyendo fresadoras
automticas muy sofisticadas o fresadoras guiadas por ordenador que
ejecutan un mecanizado de acuerdo a un programa establecido
previamente.Vase tambin:Economa del mecanizadoCondiciones de
trabajo con fresadora[editar]Normas de seguridad en el trabajo con
fresadoras[editar]Al manipular una fresadora, hay que observar una
serie de requisitos para que lascondiciones de trabajomantengan
unos niveles adecuados deseguridad y salud. Los riesgos ms
frecuentes con este tipo de mquinas son contactosaccidentalescon la
herramienta o con la pieza en movimiento, atrapamientos por los
rganos de movimiento de la mquina, proyecciones de la pieza, de la
herramienta o de las virutas,dermatitispor contacto con los lquidos
refrigerantes y cortes al manipular herramientas o virutas.Para los
riesgos de contacto y atrapamiento deben tomarse medidas como el
uso de pantallas protectoras, evitar utilizar ropas holgadas,
especialmente en lo que se refiere amangasanchas,corbatas, pauelos
o bufandas y, si se trabaja con el pelo largo, llevarlo
recogido.Para los riesgos de proyeccin de parte o la totalidad de
la pieza o de la herramienta, generalmente por su ruptura, deben
utilizarse pantallas protectoras y cerrar las puertas antes de la
operacin.Para los riesgos de dermatitis y cortes por la manipulacin
de elementos, deben utilizarse guantes de seguridad. Adems, los
lquidos de corte deben utilizarse nicamente cuando sean
necesarios.Adems, la propia mquina debe disponer de elementos de
seguridad, como enclavamientos que eviten la puesta en marcha
involuntaria; botones de parada de emergencia de tipo seta estando
el resto de pulsadores encastrados y situados fuera de la zona de
peligro. Es recomendable que los riesgos sean eliminados tan cerca
de su lugar de generacin y tan pronto como sea posible, disponiendo
de un sistema de aspiracin en la zona de corte, pantallas de
seguridad y una buena iluminacin. Estas mquinas deben estar en un
lugar nivelado y limpio para evitar cadas. En las mquinas en las
que, una vez tomadas las medidas de proteccin posibles, persista un
riesgo residual, ste debe estar adecuadamente sealizado mediante
unasealizacin normalizada.28Normas de seguridad
1Utilizar equipo de seguridad:gafasde seguridad, caretas, entre
otros..
2No utilizar ropa holgada o muy suelta. Se recomiendan las
mangas cortas.
3Utilizar ropa de algodn.
4Utilizarcalzado de seguridad.
5Mantener el lugar siempre limpio.
6Si se mecanizan piezas pesadas utilizarpolipastosadecuados para
cargar y descargar las piezas de la mquina.
7Es preferible llevar el pelo corto. Si es largo no debe estar
suelto sino recogido.
8No vestir joyera, como collares o anillos.
9Siempre se deben conocer los controles y el funcionamiento de
la fresadora. Se debe saber como detener su funcionamiento en caso
de emergencia.
10Es muy recomendable trabajar en un rea bieniluminadaque ayude
al operador, pero la iluminacin no debe ser excesiva para que no
cause demasiado resplandor.
Perfil de los fresadores profesionales[editar]Ante la diversidad
de tipos de fresadoras que existen, tambin existen diferentes
perfiles de los profesionales dedicados a estas mquinas. Estos
profesionales pueden clasificarse en programadores de CNC,
preparadores y fresadores.29Los programadores de CNC son
imprescindibles cuando se utilizan fresadoras de control numrico,
pues es necesario que se elabore el programa de las operaciones que
tiene que realizar la mquina para el mecanizado de las piezas. Un
programador de CNC debe ser un buen conocedor de los factores que
intervienen en el mecanizado; las caractersticas y la
disponibilidad de las mquinas, las herramientas de corte y de
sujecin; los tipos de material a mecanizar y sus caractersticas de
mecanizacin, el uso de refrigerantes, la cantidad de piezas a
mecanizar y los requisitos de tolerancias de fabricacin y acabado
superficial que se requieren para las piezas fabricadas. Adems debe
ser capaz de interpretar correctamente de losplanosde las piezas y
la tcnica deprogramacinque utilice de acuerdo con el equipo que
tenga la fresadora.2030
Preparando la mquina. IES Politcnico Sevilla.Un preparador de
fresadoras es untcnico cualificadoque se encarga de poner a punto
estas mquinas cada vez que se produce un cambio en las operaciones
a realizar en el mecanizado de piezas. En las industrias donde hay
instaladas varias fresadoras de gran produccin o de control
numrico, debe haber un profesional especfico encargado para estas
tareas, pero cuando la produccin menor, son los propios encargados
de las operaciones de la mquina los que preparan la mquina.30Una
vez que la fresadora ha sido preparada para un trabajo determinado,
el control posterior del trabajo de la mquina suele encargarse a
una persona de menor preparacin tcnica que slo debe ocuparse de que
la calidad de las piezas mecanizadas se vaya cumpliendo dentro de
las calidades detoleranciayrugosidadexigidas. A veces un operario
es capaz de atender a varias fresadoras, si stas tienen
automatizados el sistema de alimentacin de piezas medianteautmatas
programables.Los fresadores de mquinas convencionales son operarios
cualificados que se encargan de realizar las operaciones que
intervienen en el proceso de mecanizacin con mquinas herramientas
convencionales y especializadas, comprobando piezas y
acoplamientos, empleando los equipos, mquinas e instrumentos de
medida y verificacin necesarios, realizando el mantenimiento de
primer nivel y estableciendo los procesos de trabajo, introduccin y
ajuste de parmetros, siguiendo las instrucciones indicadas en los
documentos tcnicos, en condiciones de autonoma, calidad y
seguridad.31
Resumen:Cabezal Universal Divisor, componente de la fresadora,
encargado de hacer la divisin de la trayectoria circular
deltrabajoy sujetar el material que se trabaja.Constitucin,
funcionamiento, montaje, ventajas,mantenimiento, metodos de
aplicacin: Divisin directa, Divisin indirecta, Divisin angular,
Divisin diferencial, Fresado de ranuras espirales.INTRODUCCIONLa
utilizacin de las fresadoras a sido de gran ayuda enel
trabajoindustrial ya que nos permite un mejor acabado en las
diferentes piezas que se fabrican que se utilizan en la vida
cotidiana as, como tambin el mejoramiento en sucalidady presentacin
y precisin.El manejo de la fresadora requiere depersonalcapacitado
para que conozca y determine lamateria primaa utilizar dependiendo
delproductoa realizar.Es muy importante que el operador de estas
maquinarias conozca las medidas deseguridadque hay que tener al
iniciar o poner en marcha este tipo de maquinaria as como tambin al
termino del trabajo darle el mantenimiento adecuado para su mejor
utilizacin.CABEZAL UNIVERSAL DIVISOREl cabezal universal divisor es
un accesorio de la fresadora, en realidad es uno de los accesorios
ms importantes, diseado para ser usado en la mesa de la fresadora.
Tiene comoobjetivoprimordial hacer la divisin de la trayectoria
circular del trabajo y sujetar el material que se trabaja. El eje
portafresas que posee el cabezal se coloca formando cualquier ngulo
con la superficie de la mesa. Este accesorio se acopla al husillo
principal de la mquina, permitindole realizar las ms
variadasoperacionesde fresado.El cabezal universal es uno de los ms
comnmente usados en laindustria. Se usa para ejecutar todas las
formas posibles de divisiones. Es un accesorio muy preciso y
verstil. 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 unmovimientogiratorio a la pieza en combinacin con el
movimiento longitudinal de la mesa para el fresado de hlices.El
cabezal divisor se necesita para la fabricacin de piezas en las que
hay que realizar trabajos de fresado segn determinadas divisiones
(ruedas dentadas, cuadrados y hexgonos,rbolesde chavetas mltiples,
fresas, escariadores). Con su ayuda tambin es posible fresar
ranuras en espiral.Constitucin:Los divisores universales pueden
variar en sudiseoy forma, pero su principio de funcionamiento es el
mismo.Suestructurafundamental tiene dos partes:a. La base es un
caja dehierrofundido que se fija en la mesa de la fresadora, se
fija en el bastidor. Presenta una cornisa circular que permite al
cabezal girar en el plano vertical. Tieneescalagraduada para fijar
los grados.Su objetivo principal es servir de cuna al cuerpo
orientable.Lleva una escala de referencia que permite controlar la
inclinacin del cuerpo orientable.b. BASE (A)c. CUERPO ORIENTABLEEs
una carcaza con dos extremos salientes cilndricos, los cuales se
apoyan en la base del divisor y permiten orientar e inclinar el eje
del husillo a cualquier ngulo respecto de la mesa.Dentro de s
contiene el conjunto de rganos, que es la parte ms importante del
divisor, y que permite dar a la pieza los movimientos para hacer
cualquier nmero de divisiones.El cuerpo suele dividirse en dos
partes, una parte (B) que se adapta a la base apoyada en el
bastidor, el cual tiene otra colisa circular; y la otra parte (C)
del cuerpo que es la que contiene el portafresas y puede girar en
un plano perpendicular al de la colisa de la base.
El cabezal divisor (aparato divisor universal) (Figura 1) consta
de la carcasa en que va soportado el husillo del cabezal divisor.
Este husillo sirve para alojar el montaje de sujecin. Las piezas a
trabajar pueden sujetarse en voladizo o entre puntos. El disco
divisor va fijado sobre el husillo del cabezal. En el aparato
divisor tambin existe un mecanismo de tornillo sin fin necesario
para la divisin indirecta, as como un dispositivo para la divisin
diferencial y para el fresado de ranuras helicoidales.
Figura 1:Cabezal divisorFuncionamientoEl movimiento de rotacin
llega al husillo secundario o portafresas a travs del eje
intermediario que se monta en el husillo principal.A este se acopla
elsistemade engranajes del mecanismo interior del aparato.
Procesos de montaje de un cabezal universal en la fresadora1. Se
monta el eje intermedio entre el cabezal universal y el husillo de
la mquina.a. Limpiamos el cono del eje intermedio y el cono del
husillo principal.b. Introducimos el eje intermediario y fjelo con
el tirante.
Atencin: Hay que cuidar que las ranuras del eje penetren en las
chavetas de arrastre del husillo.2. Colocamos el Cabezal
Universala. Hacemos coincidir las referencias que indican la
posicin correcta.b. Limpiamos las superficies que estn en contacto,
tanto del cabezal universal como de la mquina.c. Como algunos ejes
intermedios tienen en su extremo una chaveta de arrastre, estras o
un engranaje, debemos cuidar que haya una conexin correcta con los
rganos internos del cabezal universal.d. Se coloca una tabla o una
lmina de material blando entre la superficie de la mesa y el
cabezal universalNota: hay que ser precavido, para trasladar el
cabezal universal es recomendable hacerlo con ayuda de otras
personas, o se puede utilizar, tambin, un elevador mecnico.3.
Fijamos el Cabezal Universala. Introducimos los tornillos y
apretamos con suavidad.b. Al final, debemos apretar confuerzapara
que los tornillos queden bien colocados.Ventajas del Cabezal
Universal DivisorEl cabezal universal divisor sirve como accesorio
para el montaje de piezas; se inclina para facilitar el fresado en
ngulo; permite hacer cualquier nmero de divisiones. Sirve tambin
como Divisor Simple. Esto se puede lograr por tener sobre el
husillo un plato divisor con ranuras que permite el operarlo
directamente, si antes se ha desconectado el tornillo sinfn de la
corona.MantenimientoEl divisor universal es muy valioso y delicado.
No debe golpearse. Eltransportedebe ser muy cuidadoso. Hay que
mantenerlo siempre limpio y lubricado.Montaje de piezasEl montaje
de piezas sobre el cabezal divisor universal permite hacer en la
fresadora ciertas operaciones que de otro modo sera muy difcil o
imposible de hacer.Por ejemplo: Lograr que la pieza gire en relacin
y simultneamente con el desplazamiento de la mesa (engranajes
helicoidales, brocas, sinfn). Dividir regularmente la periferia de
una pieza (anillos graduados, ruedas dentadas). Fresar piezas en
ngulo (engranaje cnico).Clasificacin:Los montajes para mecanizar
piezas en el aparato divisor, podemos agruparlos en tres:1. Montaje
al aire2. Montaje entre puntas3. Montaje entre copa y puntaEstos
son montajes tpicos detorno.La misma disposicin de la nariz del
husillo, tanto del torno como del cabezal divisor universal, como
tambin los mismos elementos empleados, (copas, puntos de centraje,
contrapunta, bridas, ) permiten efectuar los montajes en forma
similar.
Mtodos de aplicacinSe pueden aplicar estosmtodos:Divisin
directaDivisin indirectaDivisin angularDivisin diferencialFresado
de ranuras espiralesDivisin directaEn el cabezal divisor universal
se puede aplicar el sistema de divisin directa, como si se tratara
de un divisor simple.En elprocedimientode divisin directa no estn
engranados el tornillo sin fin y la rueda helicoidal. El engrane se
obtiene en virtud del giro de un cojinete rotativo excntricamente
en que va soportado el tornillo sin fin. La divisin se produce en
un disco divisor que generalmente tiene 24 agujeros o muescas
(entalladuras) pero algunas veces tambin 16, 36, 42 60.El disco
divisor en el que encaja un punzn divisor, est fijado al husillo
del cabezal. En cada paso de divisin, el disco divisor y con l la
pieza girada en las correspondientes distancias entre agujeros. No
pueden obtenerse ms divisiones que las que permiten, sin resto, el
nmero de agujeros o muescas del plato divisor. De este modo pueden
realizarse divisiones son dispositivos sencillos, que generalmente
poseen discos recambiables. Mediante la divisin directa se opera ms
rpidamente que con los otrosprocedimientos.El divisor universal
funciona en esta forma por tener un planto con ranuras, fijo al
husillo principal, y un trinquete que encaja en las
ranuras.Generalmente el plato trae 24 ranuras, pero algunos traen
16 32 42 60 ranuras.La siguiente es la frmula para la divisin
directa con cabezal divisor universal:F = KNF = nmero de ranuras
que se deben girarK = nmero de ranuras del platoN = nmero de
divisiones que se requierenObservacionesLa divisin directa es muy
limitada.Es aplicable cuando las divisiones que se requieren
obtener corresponden a un submltiplo del nmero de ranuras del
plato.Para fresar cada cara es necesario encajar el trinquete en la
ranura correspondiente y bloquear el husillo del cabezal.No hay que
contabilizar la ranura donde qued el trinquete para la nueva
divisin.Desencajar el trinquete para cada nueva divisin.Si el
cabezal lo permite, aislar el husillo de la rueda (corona) ya que
el movimiento entre ambos no es necesario.Divisin IndirectaEs uno
de lossistemasde divisin que permite obtener un determinado nmero
de divisiones, que no se lograran por la divisin directa.En la
divisin indirecta el husillo del cabezal divisor es accionado a
travs de un tornillo sin fin y una rueda helicoidal. La relacin de
transmisin del mecanismo de tornillo sin fin es 40 : 1, es decir
que 40 revoluciones de la manivela divisora suponen unarevolucindel
husillo del cabezal divisor. Si, por ejemplo, se quiere tener una
divisin decimal, para cada paso parcial sern necesarias 40 : 10 = 4
vueltas de la manivela divisora.Para 32 divisiones, por ejemplo, se
necesitarn 40 : 32 = 1 8/32 = 1 revoluciones. Parapoderrealizar el
de revolucin, har falta un disco de agujeros con una circunferencia
de agujeros cuyo nmero sea divisible por 4, por ejemplo la
circunferencia de 16 agujeros dara de 16 = 4. La manivela divisora
desplazable radialmente se ajusta en esta circunferencia de
agujeros y se hace girar en 4 distancias entre agujeros. En este
procedimiento de divisin se sujeta el disco de agujeros mediante la
clavija de fijacin.Los discos de agujeros (Figura 23) son
recambiables. Tienen por lo general de seis a ocho circunferencias
concntricas de agujeros con diferentes nmeros de agujeros. Dentro
de cada circunferencia las distancias entre agujeros son iguales.
La divisin se facilita mediante la utilizacin de la tijera de
dividir (Figura 24). Se ahorra uno eltiempoperdido en el engorroso
recuento de agujeros, expuesto adems a equivocaciones. Entre ambos
brazos de la tijera siempre tiene que haber un agujero ms que el
nmero de espacios entre ellos que se haba calculado. Para evitar
errores en la divisin hay que tener cuidado al seguir dividiendo,
de que la manivela gire siempre por error, habr que retroceder
suficientemente la manivela para eliminar laaccindel recorrido
muerto, y entonces volver a girar hacia delante.Tambin pueden
realizarse por el procedimiento indirecto divisiones que vayan
dadas en forma de ngulo.
Figura 23:Discos de agujeros
Figura 24:Empleo de la tijera en la divisinLas operaciones
declculose ejecutan tomando como base la relacin existente entre el
tornillo sinfn y el nmero de dientes de la corona.La regla para
determinar el nmero de vueltas de la manivela, el nmero de agujeros
y la circunferencia de agujeros del disco divisor, as:Consideremos
la relacin 1/40, o sea que la corona tiene 40 dientes y el tornillo
sinfn una entrada. Cuando hayamos dado una vuelta en el tornillo
sinfn, la corona habr desplazado un diente y el husillo 1/40 de
vuelta.Si hacemos girar la manivela 20 vueltas, la corona se habr
desplazado 20 dientes, y por lo tanto, el husillo con la pieza habr
dado vuelta.Para saber el nmero de vueltas que se deben dar a la
manivela con objeto de lograr un determinado nmero de divisiones en
el husillo, aplique la siguiente frmula:F = KNF = nmero de vueltas
de la manivelaK = nmero de dientes de la coronaN = nmero de
divisiones por efectuarDivisin AngularLa divisin angular es otro de
los sistemas de divisin que se pueden realizar con la ayuda del
cabezal divisor universal, cuando la medida entre divisiones sobre
una circunferencia est dada en grados y minutos.El ngulo entre
divisiones tiene su vrtice en el centro de la pieza.
Divisin en grados:Como el husillo del cabezal gira 360 grados en
una vuelta, en una sola vuelta de la manivela gira360/40 = 9 grados
(con una relacin de 1/40)Por tanto, si se quiere desplazar un nmero
determinado de grados, se aplica la siguiente frmula:F = GAF =
nmero de vueltas de la manivelaG =valordel ngulo entre divisionesA
= giro de la manivela en una vuelta (9 grados)Divisin diferencialLa
divisin diferencial constituye una ampliacin del procedimiento
indirecto de divisin. Se emplea en lo casos en que no es posible la
divisin indirecta por no existir en ninguno de los discos los
agujeros, las circunferencias de agujeros necesarias. Se elige por
ello un nmero auxiliar de divisin (T) que pueda ser obtenido por
divisin indirecta y que pueda ser mayor o menor que el nmero pedido
(T). La diferencia resultante (T - T) se compensa mediante un
movimiento de giro del disco de agujeros se produce partiendo del
husillo del cabezal a travs de ruedas decambio. Debe marchar
paralelamente al movimiento de la manivela de divisin cuando T es
mayor que T, tener sentido opuesto cuando T se eligi menor que T.
En la divisin diferencial el disco de agujeros no debe quedar
sujeto a la carcasa mediante la clavija de fijacin, tal como suceda
en la divisin indirecta (Figura 25). Tiene que poder girar, con la
clavija suelta.
Figura 25:Divisor diferencial.Fresado de ranuras espiralesEn el
fresado de ranuras (ranuras helicoidales), como por ejemplo en la
fabricacin de fresas con un dentado especial, de escariadores, de
brocas espirales, as como de brocas helicoidales, es necesario que
el til realice durante elprocesode fresado un movimiento rectilneo
y uno de rotacin.El movimiento rectilneo de avance se realiza por
medio del husillo de mesa. El movimiento uniforme de giro se
produce partiendo del husillo de mesa, a travs de ruedas de cambio,
ruedas cnicas, ruedas rectas, disco de agujero, clavija divisora,
tornillo sin fin y rueda helicoidal, sobre el husillo del cabezal
divisor (Figura 26). No pueden proveerse de ranuras espirales nada
ms que las piezas cuya divisin pueda realizarse por
elmtodoindirecto. En el fresado de ranuras helicoidales hay que
elegir la relacin de dientes de las ruedas de cambio de tal modo
que el avance de la mesa para una revolucin completa de la pieza
sea igual al paso pedido para la hlice.
Figura 26:Fresado de ranuras helicoidales.La pieza tiene que
colocarse mediante basculacin de la mesa de la mquina oblicua al
eje de la pieza con oblicuidad igual al ngulo de posicin o de
ajuste b . Esto no resulta posible de conseguir nada ms que en una
fresadora universal o en una mquina fresadora dotada de un cabezal
basculante.Si las piezas han de llevar varias ranuras espirales,
tendr que realizarse la divisin de la distintas ranuras igualmente
con el cabezal divisor.Con objeto de disminuir la proporcin, a
veces importante, de los tiempos invertidos en la de fresar, as
como para satisfacer las ms altas exigencias en cuanto a precisin,
se emplean aparatos divisores pticos, hidrulicos, neumticos y
electro-automticos.EJERCICIO DE APLICACINDivisin IndirectaEn una
pieza montada en un divisor universal cuya corona posee 50 dientes,
es decir con una relacin 1/40, encuentre el nmero de vueltas que se
deben dar a la manivela para hacer 4 divisiones a igual
distancia.Aplicamos la frmula:F = KNF = nmero de vueltas de la
manivela = ?K = nmero de dientes de la corona = 50N = nmero de
divisiones por efectuar = 4 F = 50 = 12 1/24 F = 12 1/2Es necesario
dar 12 vueltas completas ms una fraccin de vuelta.Las vueltas
enteras se dan partiendo de un agujero cualquiera del plato
divisor, y volviendo al mismo.Para la fraccin de vuelta se necesita
disponer de un crculo cuyo nmero de agujeros sea mltiplo de la
fraccin.CONCLUSIONESLasmquinasfresadoras pueden ejecutar una gran
cantidad de operaciones complejas, como cortes de
ranuras,planificacin, perforaciones, encaminado, etctera, siendo el
cabezal universal divisor, una pieza muy importante, para que esta
mquina herramienta realice estas tareas. Elconocimientode este
elemento nos capacita para entender, analizar y estudiar una de las
mquinasherramientasms verstiles y usadas de la industria.La
fresadora en la que nos basamos era una fresadora universal, pero
losprincipiosbsicos de funcionamiento son los mismos y nos sirven
de mucho para prepararnos como futuros profesionales en el campo de
la industria orientada a losprocesosmetalmecnicos de arranque de
viruta.
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ms:http://www.monografias.com/trabajos35/cabezal-divisor-fresadora/cabezal-divisor-fresadora.shtml#ixzz35VLwZeQ1
