FRESADORA
La fresadora es una de las maquinas mas empleadas en los talleres mecánicos debido a su gran versatilidad y posibilidades que ofrece para todo tipo de piezas prismáticas.
La fresadora, dotada de una herramienta característica denominada fresa que, animada en un movimiento de rotación, mecaniza superficies en piezas que se desplazan con movimiento rectilíneo bajo la herramienta.
1. CARACTERISTICAS
a.- Potencia: para fresar metales blandos y aglomerados, bastará una potencia de unos 500 w.
VELOCIDAD DE CORTE DE LA FRESA
Velocidad para la fresa
Metros/min (con refrigeración)
Material a trabajar Fresas
Fresadas Fresas
destalonadas Fresas
Sierras
Acero hasta 80kg/mm
Acero mas de 80kg/mm
Fundición hasta 180 HB
Metales ligeros
Latón y bronce ordinario 18-25
16-22
18-24
150-200
40-60
16-22
14-20
16-20
100-160
30-50 18-22
14-18
14-20
100-160
30-50
b.- Velocidad: la velocidad de la maquina dependerá del tipo de material trabajado. La velocidad máxima debe ser como mínimo de unas 22.000 r.p.m.
2. MOVIMIENTOS
Ejes posibles en una fresadora.
Movimientos básicos de fresado.
1.- Fresado frontal
2.- Fresado frontal y tangencial
3.- Fresado tangencial en oposición.
4.- Fresado tangencial en concordancia.
Movimiento de corte.
Movimiento de avance.
Movimiento de profundidad de pasada.
Cuando el eje de la fresa es perpendicular a la superficie de la pieza que se mecaniza, el fresado se llama frontal. Los movimientos de la fresadora son:
-Movimiento de corte: por rotación de la fresa.
-Movimiento de avance: por movimiento rectilíneo de la fresa.
-Movimiento de profundidad de pasada: por desplazamiento vertical de la pieza.
El campo de aplicación de la fresadora es el mecanizado casi ilimitado de piezas y es imprescindible en cualquier taller.
3. PARTES DE UNA FRESADORA
Diagrama de una fresadora horizontal.
1: base.
2: columna.
3: consola.
4: carro transversal.
5: mesa.
6: puente.
7: eje portaherramientas.
-La base es la placa de fundición en la que se apoya todo el conjunto de la maquina y que normalmente se fija al suelo.
-El cuerpo o montante de la fresadora debe tener la forma de dimensiones necesarias para alcanzar la máxima rigidez. Su cuerpo o montante es el que alberga normalmente el motor de accionamiento y la mayoría de los mecanismos y sistemas de engrase y refrigeración.
-La consola se desliza por las guías verticales que hay en le cuerpo y que sirven de soporte a la mesa de la maquina.
-La mesa. Sobre una superficie ranurada se fijan las piezas. Se apoya sobre dos carros: uno de deslazamiento longitudinal y el otro de desplazamiento transversal (este conjunto va sobre la consola). Las guías sobre las que se desliza el conjunto tienen forma de cola de milano
-El puente, conocido popularmente en algunos lugares como carnero, es simplemente un elemento de soporte que puede correr sobre el cuerpo de unas guías cilíndricas o en forma de cola de milano que se pueden bloquear fácil y fuertemente.
-El eje de herramienta o de trabajo. Va montado horizontalmente en la parte superior del cuerpo, sirve de apoyo y accionamiento a las fresas y recibe el movimiento de rotación del mecanismo de accionamiento que va alojado en el cuerpo de la fresa.
4. LA CADENA CINEMATICA DE UNA FRESA
Para realizar los distintos movimientos de una fresadora es necesario una cadena cinemática. La cadena cinemática de una fresadora universal puede considerarse dividida en varios grupos de mecanismos.
5. TRANSMISION DEL MOVIMIENTO AL EJE PRINCIPAL
El movimiento de transmisión desde el motor necesita un sistema de reducción y variación de velocidad que puede basarse en mecanismo de conos, poleas o de trenes en engranajes. El sistema de monopolea, el ataque se hace por medio de una polea de correas trapeciales que va desde el motor a una caja de cambio de velocidades por engranajes que hay en la parte superior del cuerpo de la fresadora. El sistema empleado es casi exclusivamente del tipo de engranajes desplazables. Se emplea en casi todas las fresadoras de cualquier potencia.
6. TRANSMISION DEL MOVIMIENTO A LA CAJA DE CAMBIOS DE AVANCES
Las maneras de realizar la toma de movimiento de la caja de avances son las siguientes:
-Tomando el movimiento del eje motor por medio de engranajes o cadenas antes de la caja de cambio de velocidades. En este caso los avances serán independientes de la velocidad de rotación del eje portafresas y se expresaran en milímetros por minuto.
-Tomando el movimiento por medio de engranajes, de cadenas o de correa del mismo eje principal de la fresadora, después de la caja de velocidades. En este caso los avances serán proporcionales a la velocidad de rotación del eje portafresas y se expresaran en milímetros por revolución de la fresa.
-Tomando el movimiento de otro motor independiente. En este caso los avances también se expresan en milímetros por minuto. Cuando se emplea este sistema es corriente que la caja de cambio de avances no se encuentre en el cuerpo de la fresadora, sino en la consola.
AVANCE DE LA FRESADORA
Material a trabajar Avances
Mm/diente/vuelta (Ad) Mm/minuto (a)
Fresa
especial
con agujero
Fresa
Fresadora
Con mango Fresa
destalonadora
Fresa
Poco
robusta
Fresa de sierra
Prof. Hasta
20mm Prof.
20-40 mm.
Acero hasta 80kg/mm
Acero mas de 80kg/mm
Fundición hasta 180 HB
Metales ligeros
Latón y bronce ordinario 0.020-0.050
0.020-0.040
0.040-0.150
0.030-0.100
0.100-0.300
0.080-0.250
0.015-0.025
0.010-0.020
0.020-0.080
0.015-0.050
0.080-0.200
0.060-0.200 0.020-0.050
0.020-0.040
0.040-0.150
0.030-0.080
0.100-0.200
0.80-0.200 0.10-0.020
0.005-0.015
0.010-0.030
0.010-0.020
0.040-0.100
0.020-0.080 70-25
40-15
150-70
100-40
800-400
600-300 25-16
15-10
70-40
40-25
400-250
300-200
7. CAJA DE CAMBIOS PARA AVANCES Y MECANISMO DE INVERSION
La caja de cambio para avances suele ser del tipo de engranajes desplazables, al igual que la caja de velocidades. En esta misma caja suele estar incluido el mecanismo de inversión de avances. Otras veces el mecanismo de inversión está incluido en los mecanismos de carro y se consigue por medio de una combinación de engranajes cónicos.
Por último, se ha de tener cuenta que cuando lo0s avances tienen un motor independiente existen corrientemente avances rápidos para acercamiento o alejamiento, para evitar pérdidas de tiempo, mandados por un palanca que acciona el embrague correspondiente.
8. TRANSMISION DEL MOVIMIENTO A LOS MECANISMOS DE LA CONSOLA
La transmisión de los movimientos a los mecanismos de la consola están mandados por husillos de rosca trapecial, pero para disminuir el espacio ocupado por la maquina el tornillo que sirve para subir o bajar la consola suele hacerse telescópico y de dos partes, una de las cuales rosca sobre la otra cuando esta ha llagado al final del recorrido. Deben estar colocados de tal manera que el operario los tenga al alcance de la mano en posición de trabajo. Como esta posición suele variar, algunas fresadoras llevan normalmente los volantes o manivelas correspondientes y los mandos manuales suelen poder quitarse cuando se dan avances automáticos y para evitar falsas maniobras accidentales. Cuando la fresadora está dotada de avances rápidos de acercamiento, es preciso que haya una desconexión automática de los volantes de los mandos manuales para evitar desgracias.
9. LUBRICACION DE LA CADENA CINEMATICA
Las cadenas cinemáticas que están en movimiento necesitan una adecuada y constante lubricación. Este tipo de lubricación puede ser de las siguientes formas:
-Lubricación forzada.- Esta lubricación es automática, pues se obtiene por medio de una bomba que es accionada por el propio motor de la maquina. Sirve para lubricar el cambio de velocidad del avance y los engranajes del mando eje.
-Lubricación semiautomática.- Sirve para lubricar el grupo de la consola y los diferentes carros. En este sistema el lubricante va directo a los órganos indicados por un complejo sistema de tubos. Del depósito que alimenta a estos tubos una bomba envía aceite bajo presión.
10. MOVIMIENTOS DE LOS CARROS
La situación de la pieza respecto a la herramienta y el avance de la misma obtiene por la combinación de tres carros que constituyen el soporte de las piezas en tres movimientos posibles, el carro transversal y la mesa portapiezas.
La consola se desliza por medio de la manivela a lo largo de las guías verticales, que están fijas en el montante de la fresadora.
El carro transversal corre horizontalmente, regulado por medio del husillo a lo largo de guía que posee la consola.
La mesa portapiezas corre regulada por medio del mando, horizontalmente sobre el carro transversal y perpendicularmente al árbol portafresas.
El movimiento de los tres carros se obtiene por medio de un sistema de husillo roscado y tuerca, y puede ser manual o automático por medio de un motor de un motor propio a través del motor principal.
11. FRESAS PARA TALLAR PIÑONES
Una fresa en forma frontal y de perfil para la realización de piñones (el tipo de herramientas son de perfil constante). Para ese trabajo es necesario que el perfil de corte resulte inalterado a pesar de los sucesivos afilados. La superficie que constituye el dorso del corte de la fresa se obtiene con una operación de torneado. Este torno posee un brazo girado situado en el carro inferior, que gracias a la acción de un muelle se apoya constantemente sobre un rodillo fijado al carro transversal. A cada rotación de la leva, el carro transversal es obligado a completar, junto con la herramienta, una carrera de idea y vuelta perpendicularmente al eje del torno.
Los dientes de la fresa a perfil constante tienen el corte formado por una cara anterior, sobre la que se desliza la viruta, constituida por un plano pasante por el eje de la fresa, y una cara posterior, constituida por una superficie formada por un espiral.
En los sucesivos afilados se debe mantener inalterable el perfil de los dientes de una fresa, realizándose por amolado de la cara anterior y luego del plano radial, que pasa por eje de la fresa. La fresa del perfil constante es para la construcción de un piñón dentado. El diente de la fresa, afilado según los planos radiales sucesivos, mantiene a cada afilada el perfil igual pero con reducción del diámetro externo.
12. ALGUNOS FORMATOS DE FRESA
Como hemos comentado anteriormente existen una gran variedad de fresas y formas de estas, llegando a ser amplia como la variación de piezas creadas en que tengan que intervenir las operaciones de fresado. Normalmente estas variaciones son para realizar formas especiales.
-fresa de diente helicoidal.- Sirve para operaciones de acabado.
-fresa cilíndrica de diente helicoidal.- Sirve para elaborar material duro y tenaz.
-fresa de dientes helicoidales para elaborar materiales de resistencia media.
-fresa cilíndrica de dientes helicoidales para materiales ligeros.
Este grupo de fresas trabaja en dos sentidos: para planear o con el cortado para refrentar por el lateral.
La diferencia más notable entre dos fresas es la cantidad de dientes y su utilidad es principalmente para realizar dos tipos de trabajos distintos: La primera, de un gran número de dientes, es adecuada para materiales duros y realizar acabados finos, u la segunda por el contrario, nos ofrece la posibilidad de usarla con materiales pastosos que necesitan una gran salida de viruta porque estos materiales tienden a embazar la herramienta.
Las fresa de (t), Así llamada por su forma, hay gran variedad de estas fresas con aplicaciones concretas. Tenemos las siguientes fresas:
a) Fresa para acanaluras en (t).
b) Fresa para acanaluras en (t) de alto rendimiento.
c) Fresa de ángulo con conicidad divergente.
Estas fresas se utilizan para realizar las distintas formas que ellas poseen: hacer acabados interiores por la forma de cuello, achaflanados, etc.
Las usuales son: Plato de fresa con placas de metal duro que están soldadas, También se pueden montar con platos que tienen adaptado el sistema intercambiable, Plato de fresa en acero rápido. Sirve para aplanar, Fresa de disco de tres cortes, con dentado alternado y con placas de metal duro, Fresa cilíndrico-frontal con diente helicoidal y placa en metal duro.
Una variante de las fresas para tallar piñones donde tenemos las fresas de forma: Indica la fresa que sirve para obtener una particular superficie convexa, Presenta la fresa modular, que sirve para el afeitado entre dientes del engranaje, así como para la construcción de ruedas dentadas.
Esta construida en base al modulo del engranaje que se trabaja. Como rueda de un mismo modulo y perfil de diente varía según la variación del número de dientes de la rueda; para dentar ruedas de un mismo modulo son necesarias una serie de fresas con diferentes perfiles.
La variedad de formas d e las fresas es tan amplia como la variación de piezas producidas por el hombre. Normalmente estas variaciones son para realizar formas especiales.
• Fresa cilíndrica de diente helicoidal: sirve para operaciones de acabado
• Fresa cilíndrica de diente helicoidal para elaborar material duro y tenaz.
• Fresa cilíndrica de diente helicoidal para elaborar materiales de resistencia media.
• Fresa cilíndrica de dientes helicoidales para materiales ligeros.
• Fresa cilíndrico-frontal para elaborar materiales duros y tenaces.
• Fresa cilíndrico-frontal para el acero dulce y de dureza media.
• Fresa cilíndrico-frontal con hueco para dientes de arrastre .Es de alto rendimiento para aceros de media dureza.
• Fresas de Angulo para fresar guías de deslizamiento para maquinas y herramientas.
• Fresa de disco de alto rendimiento.
• Fresa de disco para fresar acanaladuras estrechas.
• Fresa de disco para fresar acanaladuras en T.
• Fresa de ángulo con conicidad convergente
• Fresa de ángulo con conicidad divergente.
• Fresa cilíndrico-frontal con cono morse y dentado de arrastre.
Hay otros tipos de fresas con palcas de metal duro:
• Plato de fresa con placas de metal duro soladas.
• Plato de fresa en acero rápido, Sirve para aplanar
• Fresa de disco de tres cortes, con dentado alternado y con placas de metal duro.
• Fresa cilíndrico-frontal con diente helicoidal placa en metal duro.
13. ANGULOS PARA LAS FRESAS
Hay gran variedad de tipos de fresas con formas diferentes, no hay normas concretas para el afilado. Existen dos tipos importantes las fresas cilíndricas con dientes fresados y las fresas cilíndricas con dientes destalonados o de perfil constante.
Afilado de fresas cilíndricas con diferentes fresados
Comúnmente la fresa montada ene un eje se coloca entre puntos de la maquina de afilar y se rectifica con una muela de vaso. Si la fresa es de dientes rectos queda fija durante el afilado de cada diente. Pero si es de dientes helicoidales, debe girar al desplazarse la muela paralelamente al eje de la fresa. Esto se consigue dejando a la fresa loca entre puntos y apoyando sobre uno de sus dientes una espiga unida al soporte de la muela. Así, al desplazarse este hace girar automáticamente la muela el ángulo preciso.
El eje de la muela del vaso se debe colocar con una inclinación de unos 3° respecto a la normal del eje de la fresa, para que así no quede en contacto con los dientes mas que una sección de la periferia de la muela . Además el eje de la muela debe estar desplazado hacia abajo del eje dela fresa. De esta manera se obtiene automáticamente el ángulo de incidencia. El desplazamiento necesario para obtener un ángulo de incidencia α es:
H=D/2 sen α
Respecto a la forma se efectuar la operación, es recomendable, al afilar, hacerlo con una muela de desbaste diente por diente y posteriormente darles una pasada de acabado con una muela de grano fino.
14. TIPOS DE FRESADORAS
En una fresadora vertical, el eje del husillo está orientado verticalmente, perpendicular a la mesa de trabajo. Las fresas de corte se montan en el husillo y giran sobre su eje. En general, puede desplazarse verticalmente, bien el husillo, o bien la mesa, lo que permite profundizar el corte. Hay dos tipos de fresadoras verticales: las fresadoras de banco fijo o de bancada y las fresadoras de torreta o de consola. En una fresadora de torreta, el husillo permanece estacionario durante las operaciones de corte y la mesa se mueve tanto horizontalmente como verticalmente. En las fresadoras de banco fijo, sin embargo, la mesa se mueve sólo perpendicularmente al husillo, mientras que el husillo en sí se mueve paralelamente a su propio eje.1
Una fresadora universal tiene un husillo principal para el acoplamiento de ejes portaherramientas horizontales y un cabezal que se acopla a dicho husillo y que convierte la máquina en una fresadora vertical. Su ámbito de aplicación está limitado principalmente por el costo y por el tamaño de las piezas que se pueden trabajar. En las fresadoras universales, al igual que en las horizontales, el puente es deslizante, conocido en el argot como carnero, puede desplazarse de delante a detrás y viceversa sobre unas guías.
Fresadoras especiales
Las fresadoras circulares tienen una amplia mesa circular giratoria, por encima de la cual se desplaza el carro portaherramientas, que puede tener uno o varios cabezales verticales. Además pueden montarse y desmontarse piezas en una parte de la mesa mientras se mecanizan piezas en el otro lado.
Las fresadoras copiadoras disponen de dos mesas: una de trabajo sobre la que se sujeta la pieza a mecanizar y otra auxiliar sobre la que se coloca un modelo. El eje vertical de la herramienta está suspendido de un mecanismo con forma de pantógrafo que está conectado también a un palpado sobre la mesa auxiliar.
En las fresadoras de puente móvil, en lugar de moverse la mesa, se mueve la herramienta en una estructura similar a un puente grúa. Se utilizan principalmente para mecanizar piezas de grandes dimensiones.
Las fresadoras CNC son maquinas automáticacas. Su principal aplicación se centra en volúmenes de producción medios de piezas sencillas y piezas complejas, permitiendo realizar mecanizados de precisión con la facilidad que representa cambiar de un modelo de pieza a otra mediante la inserción del programa correspondiente y de las nuevas herramientas que se tengan que utilizar así como el sistema de sujeción de las piezas. Utilizando el control numérico, el equipo de procesado se controla a través de un programa que utiliza números, letras y otros símbolos, están codificados en un formato.
-Estándar: Ofrecen el mejor acabado y precisión, son las mas genéricas puesto hay muy pequeñas y muy grandes. Además son las que más materiales pueden trabajar.
-Madera: Adaptadas al trabajo en madera, con una velocidad de trabajo mucho mayor que las demás. Añaden bomba de vacio a la mesa
-Mármol: Están fabricadas especialmente para el trabajo en mármol y en piedra. Son mucho más fuertes y pesadas, con más potencia de motor y adaptadas para el trabajo en este material.
-Especiales: Además hay otras maquinas de corte con Plasma.
