FRESADO

Se trata sobre una operación mecánica que permite labrar superficies planas o con distintos Perfiles, así como perforar y canalizar piezas mecánicas. Se realiza mediante una máquina herramienta denominada fresadora.

FRESADORA 

Una fresadora es una máquina herramienta en la que en un eje horizontal o vertical gira una herramienta de corte llamada "fresa" y sobre una mesa horizontal se coloca o fija una pieza de trabajo a la que daremos forma (mecanizar) con la fresa. Al llevar la fresa hacia la pieza de trabajo situada en la mesa, la fresa la corta y le da forma.

Se denomina fresadora universal a una máquina-herramienta utilizada para realizar diferentes mecanizados por arranque de viruta en piezas de forma prismática. Este tipo de máquinas se caracteriza por trabajar en el espacio mediante el movimiento adecuado de la mesa donde se fijan las piezas que deben ser mecanizadas. 

PARTES DE UNA FRESADORA

Sus partes pincipales son: 

• Base: La bancada o base beneficios cediendo el apoyo correspondiente de la fresadora en el piso.

• Eje principal: impulsa el portaherramientas que sujeta la herramienta a utilizar. En este tipo de máquina, se denomina Eje Z.

• Mesa: Posee una superficie ranurada encima de la cual se ata la pieza a trabajar. Esta mesa se coloca encima de dos carros a modo de soporte, estos posibilitan el movimiento transversal y longitudinal de la mesa encima de la consola.

• Husillo: Es la parte que sostiene la herramienta de corte y la que la dota de movimiento.

• Cabeza: Contiene el motor y la caja de engranajes que impulsan el eje principal, que soporta y transmite la rotación al portaherramientas / herramienta.

• El torpedo: Une el cabezal a la columna, algunas fresadoras más compactas carecen de él, uniéndose el cabezal directamente a la columna.

• Está provisto de distintos anclajes para poder poner diferentes cabezales según demande el tipo de mecanizado que se vaya a realizar. Así se podrán utilizar distintos tipos de fresa.

• Columna: El cuerpo o bastidor tiene forma de columna y se apoya sobre la base o ambas forman parte de la misma pieza. Habitualmente, la base y la columna son de fundición aleada y estabilizada. 

ACCESORIOS DE LA FRESADORA

• Fijadores: Es un dispositivo de sujeción de la pieza colocada en la mesa de una maquina o de un accesorio de la misma, como por ejemplo una mesa giratoria. Está diseñado para sujetar piezas de trabajo que es difícil de fijar en prensa o que se utilizan en trabajos de producción donde se maquinizan grandes cantidades.

• Aditamentos: Los aditamentos de las máquinas fresadoras se pueden dividir en tres clases:

1. Aquellos diseñados para sujetar aditamentos especiales; se sujetan al husillo una columna de la máquina. Son aditamentos verticales, de alta velocidad, universales, de fresado de cremalleras y de ranurado. Estos están diseñados para incrementar de la máquina.
2. Árboles, boquillas y adaptadores, diseñados para sujetar cortadores o fresas estándar.
3. Aquellos diseñados para sujetar a la pieza de trabajo como por ejemplo una prensa, mesa giratoria y un cabezal intercambiador o divisor.

 

• Adimento de  fresado vertical: Permite adaptar una fresadora universal u horizontal para que pueda funcionar como fresadora vertical. Se monta en la cara de la columna o en el brazo superior. El cabezal paralelo a la columna gira a 45° a derecha e izquierda del eje de la columna.

Adimento de fresado de cremalleras y ranuras: Permite cortar cremalleras más largas que las regulares de una fresadora y mover el husillo en ambas direcciones para realizar engranes.       

                                                 

• Prensas: son dispositivos de sujeción de trabajo de más amplia utilización para el fresado. Se fabrican tres estilos:

1. Prensa sencilla puede ser atornillada a la mesa, de tal manera que sus mordazas quedan paralelas o en ángulo recto con el eje del husillo. En la imagen es la figura (A).
2. La prensa de base giratoria es similar pero más sencilla, excepto que tiene una base giratoria de 360° en un plano horizontal. En la imagen es la figura (B). 
3. La prense universal puede girar 360° en un plano horizontal y puede inclinarse de 0° a 90° en un plano vertical. Es utilizada principalmente por herramientas, matriceros y fabricantes de moldes, ya que permite la colocación de ángulos compuestos para el fresado.

• Dispositivos Magnéticos: Permiten sujetar las piezas a trabajar mediante magnetismo, haciendo fácil y rápido el montaje y desmontaje.

MANTENIMIENTO Y SEGURIDAD INDUSTRIAL PARA TRABAJAR EN LA FRESADORA

Las fresadoras pueden durar años de servicio siempre y cuando tengan un mantenimiento adecuado, además de evitar posibles averías. Estas máquinas necesitan un mantenimiento diario, semanal, mensual y anual (mantenimiento basado en una media de trabajo de 40 horas semanales). En el manual de la máquina, el fabricante suele dedicarle un apartado al mantenimiento, ya que cada fabricante tiene su manera, pero el básico para cualquier fresadora cnc sería el siguiente:

DIARIO 

Cada día debe limpiar su máquina-herramienta. Igualmente, las partículas de suciedad deben ser sopladas con aire seco a presión. Debe prestarse atención a la cadena. Una partícula incrustada en la cadena puede causar problemas tales como colisiones. El husillo del eje Z debe ser lubricado con un lubricante basado en siliconas, no aero-sol. SI EL HUSILLO TIENE UN RECUBRIMIENTO DE TEFLON NO USE NINGÚN TIPO DE LUBRICANTE. Con sistemas de HUSILLO DE BOLAS, aceite o grasa de litio sería lo aceptable.

SEMANAL

De forma semanal la fresadora se debe limpiar a fondo. El filtro de la caja de control debe aspirarse, los restos de suciedad/viruta que se quedan en la cadena y en los raíles deben limpiarse. Todos los niveles de aceite se deben revisar y rellenar si es necesario. Con sistemas de HUSILLO DE BOLAS, aceite o grasa de litio es aceptable. Además deberían engrasarse todos los cojinetes (o patines) al menos dos veces al mes. Empujar la máquina levemente mientras se aplica presión en sentido contrario hará dos cosas: por una parte esto ayuda a engrasar los patinetes y por otra hará penetrar la grasa por todos los cojinetes.

MENSUAL

Además de la limpieza diaria y semanal, los ejes y husillos X e Y deben limpiarse con un cepillo y un desengrasador. Un vez estén limpios, se aplican unas gotas de grasa de litio. Con los husillos Y y Z siga las instrucciones previamente mencionadas.

Equipo de Protección Personal: 

• Los trabajadores deben utilizar anteojos de seguridad contra impactos, sobre todo cuando se mecanizan metales duros, frágiles o quebradizos, debido al peligro que representa para los ojos las virutas y fragmentos de la máquina pudieran salir proyectados.

• Manejar la máquina sin distraerse.

• Si a pesar de todo se le introdujera alguna vez un cuerpo estaño en un ojo, no lo refriegue, puede provocarse una herida. Acuda inmediatamente al médico.

• Las virutas producidas durante el mecanizado nunca deben retirarse con la mano, ya que se pueden producir cortes y pinchazos.

• Las virutas secas se deben retirar con un cepillo o brocha adecuados, estando la máquina parada. Para virutas húmedas o aceitosas es mejor emplear una escobilla de goma.

• Se debe llevar la ropa de trabajo bien ajustada. Las mangas deben llevarse ceñidas a la muñeca.

• Se debe usar calzado de seguridad que proteja contra cortes y pinchazos, así como contra caídas de piezas pesadas.

• Es muy peligroso trabajar llevando anillos, relojes, pulseras, cadenas en el cuello, bufandas, corbatas o cualquier prenda que cuelgue.

• Asimismo es peligroso llevar cabellos largos y sueltos, que deben recogerse bajo gorro o prenda similar. Lo mismo la barba larga.

Antes del trabajo: 

• Que la mordaza, plato divisor o dispositivo de sujeción de piezas, de que se trate, está fuertemente anclado a la mesa de la fresa.

• Que la pieza a trabajar está correcta y firmemente sujeta al dispositivo de sujeción y que en su movimiento no encuentre obstáculos.

• Que la fresa está bien colocada en el eje del cabezal y firmemente sujeta.

• Que están apretados los tornillos de fijación del carro superior.

• Si se usa contrapunto, comprobar que esté bien ancaldo a la bancada y que la balanca del bloqueo del husillo del contrapunto está bien apretada.

• Que las carcasas de protección no resguardos de los engranajes, cardanes y eje del cabezal están correctamente colocadas y fijadas.

• Que no hay piezas o herramientas abandonadas que pudieran caer o ser alcanzados por la máquina.

• Siempre que se pueda, se protegerá la fresa con una cubierta que evite los contactos accidentales y las proyecciones de fragmentos de la herramienta en caso de que se rompiera.

Durante el trabajo: 

• Durante el mecanizado, se deben mantener las manos alejadas de la herramienta que gira o se mueve. Si el trabajo se realiza en ciclo automático., las manos no deben permanecer cerca de la máquina. 

• Todas las operaciones de comprobación, ajuste, etc deben realizarse con la máquina parada, especialmente las siguientes:

1. Alejarse o abandonar el puesto de trabajo
2. Sujetar la pieza a trabajar
3. Medir o calibrar
4. Comprobar el acabado
5. Limpiar y engrasar
6. Ajusta protecciones o realizar reparaciones
7. Dirigir el chorro de líquido refrigerante.

• Aún paradas las fresas son herramientas cortantes. Al soltar o amarrar piezas se deben tomar precauciones contra los cortes que pueden producirse en manos y brazos.

TÉCNICAS DE FRESADO

• Mecanizado en rampa lineal: Un movimiento simultáneo recto en dirección de avance axial y radial.

• Fresado circular: Un recorrido de herramienta circular en un nivel z constante (interpolación circular).

• Mecanizado en rampa circular: Un recorrido de herramienta de mecanizado en rampa circular (interpolación helicoidal).

• Fresado por niveles: Fresar en un nivel z constante.

• Fresado tridimensional: Un corte radial poco profundo con fresas de plaquita redonda o punta esférica en que la zona de corte se aleja del centro de la herramienta.

• Irregularidad: Una configuración con cúspides que sucede al producir superficies esculpidas.

VELOCIDAD DE CORTE

• Velocidad de corte (v/c): Indica la velocidad superficial a la que el filo mecaniza la pieza.

• Velocidad de corte efectiva o real (v/e): la velocidad superficial en el diámetro efectivo (DCap). Este valor es necesario para determinar los datos de corte reales en la profundidad de corte efectiva (ap). Se trata de un valor especialmente importante cuando se usan fresas de plaquita redonda, fresas de ranurar de punta esférica, todas las fresas con radios de punta más grandes y las fresas con un ángulo de posición inferior a 90 grados.​

• Velocidad del husillo (n): El número de vueltas por minuto que realiza la herramienta de fresado en el husillo. Se trata de un valor orientativo que se calcula a partir de la velocidad de corte recomendada para la operación.

PROFUNDIDAD DE CORTE

Los pasos de corte Step-over y Step-down son similarmente dependientes de la dureza del material, hasta un punto. Un factor más significativo que afecta el Step-over (o profundidad de corte radial) puede ser el acabado superficial deseado de la parte.

Aquí están las profundidades de corte máximas que deberían emplearse en un proceso de fresado en duro:

Estos valores máximos preservan la vida de la herramienta. Sin embargo, cuando el objetivo del fresado en duro también es la suavidad de la superficie, puede necesitarse una profundidad radial más ligera.

El requerimiento de acabado superficial por sí mismo puede usarse para calcular este valor más ligero de Step-over. Esto porque el valor de acabado superficial es una indicación de la altura de cúspide entre pases, y la altura de cúspide entre pases adyacentes con una herramienta de nariz esférica puede determinarse matemáticamente a partir del radio de la esfera.

La fórmula que relaciona profundidad de corte radial con acabado superficial usando una herramienta de nariz esférica, es la siguiente:

AVANCE

En los procesos de fabricación por mecanizado, se denomina avance a la velocidad relativa entre herramienta y pieza, sin considerar la velocidad de corte, que corresponde al movimiento de giro de la pieza o de la herramienta. Suele expresarse en mm/min. 

El avance por revolución (fn) se puede expresar en milímetros por revolución (mm/rev), de la herramienta en el caso del torneado o de la herramienta en el caso del taladro o el fresado. El avance por minuto se obtiene de multiplicar el avance por vuelta del husillo por las revoluciones por minuto, de la herramienta o de la pieza.

PASO DE LA FRESADORA

• Número de filos (zn): Al aumentar el número de filos, el avance de mesa puede incrementarse, a la vez que se mantiene la misma velocidad de corte y avance por diente sin generar más calor en el filo.

• Paso diferencial: Las fresas de paso diferencial tienen un espaciado irregular de los dientes alrededor de la herramienta. La ventaja de estas fresas es que dividen las vibraciones armónicas, lo que a su vez incrementa la estabilidad y reduce el riesgo de vibración. Esto es especialmente útil al fresar con una gran anchura de corte, ae, y voladizos largos.

• Paso amplio, estrecho y muy estrecho: Normalmente hay tres pasos diferentes entre los que elegir que pueden ayudarle a optimizar la aplicación: paso amplio, estrecho y muy estrecho. Las fresas de paso más estrecho se emplean cuando la estabilidad es buena y para aplicaciones de ae baja. Esto garantiza el empañe de más de un diente en corte.

                          

                      Paso amplio                   Paso Estrecho              Paso muy estrecho

ESFUERZO DE DESGARRE

Los perfiles de rugosidad permiten obtener el comportamiento de la superficie, en la longitud medida, lo que hace reconocer defectos puntuales en el material como por ejemplo las fallas en el material, como inclusiones o desgarres, que no pertenecen a la huella común dejada por el mecanizado, también permiten observar los efectos de las ondulaciones y orientaciones que están presentes en la superficie mecanizada.

TIEMPO DE MAQUIZADO

El mecanizado completo de una pieza requiere llevar a cabo una sucesión de tareas y operaciones que abarcan la preparación de la máquina, de las herramientas de corte, y el mecanizado propiamente dicho, durante el cual hay lapsos de tiempo en los que hay remoción de virutas y lapsos que solo involucran maniobras pasivas indispensables pero de carácter improductivo.

Entre los tiempos improductivos pueden citarse: colocación y retiro de la pieza, de herramientas, maniobras de reglaje, cambio de herramientas, tomas de medida, cambios de marcha, cambio de posición de la pieza, etc. Estos tiempos no pueden cuantificarse previamente con precisión, solo pueden hacerse estimaciones que variarán con el tipo de máquina, de pieza, operario. Es habitual prever estimaciones considerando suficiente margen de error. Solamente después de mecanizar cierta cantidad de piezas se tendrán valores cercanos a los obtenibles en producción. Algunos tiempos de maniobra determinados empíricamente, han sido tabulados y se encuentran disponibles para el interesado en algunos manuales técnicos, sirviendo de ayuda a efectos orientativos. 

Los tiempos de mecanizado propiamente dichos, cuando hay efectiva remoción de metal, pueden calcularse con bastante exactitud si las condiciones de corte están fijadas a priori, o sea, si están definidos los valores de velocidad de corte, profundidad y avance que se van a emplear. A lo sumo, si después de algunas pruebas se modifican dichos valores, los tiempos de mecanizado propiamente dichos quedan definitivamente establecidos. A continuación se listan las cantidades que permiten calcular los tiempos productivos y su correspondiente nomenclatura.