Fresado: Principios del Mecanizado

Fresado: Principios del Mecanizado

• El fresado es un proceso de mecanizado por arranque de viruta que utiliza herramientas rotativas con múltiples filos cortantes (fresadoras).
• El movimiento principal es la rotación de la herramienta, mientras que el avance se realiza habitualmente en la pieza.
• Existen dos tipos principales de fresado según la dirección del corte:
  • Fresado en concordancia: la dirección de giro de la fresa coincide con la del avance, obteniendo acabados más finos y reduciendo las vibraciones.
  • Fresado en oposición: la dirección de avance es contraria al giro de la fresa, útil para cortes iniciales en materiales duros.
• El fresado se clasifica según la orientación del eje principal y su funcionalidad en fresadoras horizontales, verticales, universales y centros de mecanizado CNC.

Máquinas para el fresado

• Las fresadoras, que han evolucionado considerablemente con los avances en tecnología, actualmente se han transformado en centros de mecanizado, que ofrecen mayor versatilidad y precisión en el proceso de fresado. Estas máquinas son esenciales para la fabricación de componentes en diversas industrias, incluyendo la automotriz, aeroespacial y de maquinaria industrial.
• Algunos de los principales fabricantes de fresadoras y centros de mecanizado incluyen empresas reconocidas en el sector como Soraluce, DMG Mori, Haas, Mazak, Hermle y Okuma. Estos fabricantes han desarrollado tecnologías innovadoras y soluciones personalizadas para satisfacer las crecientes demandas del mercado, garantizando estándares de calidad y eficiencia en la producción.
• Las fresadoras se clasifican según la orientación del eje principal y su funcionalidad. Las categorías más comunes son fresadoras horizontales, que suelen ser utilizadas para trabajos de gran carga y mayor capacidad de corte; fresadoras verticales, que son ideales para trabajos de precisión; fresadoras universales, que ofrecen flexibilidad para realizar diversos tipos de operaciones; y centros de mecanizado CNC, que permiten la automatización y precisión en procesos complejos. Empresas como Soraluce, DMG Mori, Haas, Mazak, Hermle y Okuma son conocidas por su fiabilidad y rendimiento.

Estructura y Elementos Constituyentes de las Fresadoras

• Bancada: Proporciona estabilidad y rigidez, elementos fundamentales en el diseño de maquinaria. Su estructura está fabricada generalmente de materiales resistentes, lo que permite soportar las fuerzas y vibraciones generadas durante el proceso de mecanizado. La bancada es esencial para mantener la precisión y la alineación de los componentes de la máquina.
• Ménsula: Desplaza en la parte superior y aloja componentes clave como las guías para el carro transversal. El diseño de la ménsula permite un ajuste en altura y puede albergar otros elementos, como el motor y la caja de avances automáticos. Estos componentes son cruciales para el funcionamiento eficiente de la máquina, ya que permiten el control eficiente de los movimientos y las operaciones.
• Carro transversal: Este componente permite el movimiento perpendicular a la ménsula, facilitando así operaciones de mecanizado más complejas. Se refiere a cómo se desplaza el carro en relación con otros ejes, permitiendo diversas configuraciones de corte y adaptando la máquina a diferentes tipos de tareas.
• Placa giratoria: Esta herramienta es vital para realizar mecanizados con un cierto ángulo, lo que permite una mayor versatilidad en la operación. Con la inclusión de la placa giratoria, los operadores pueden ajustar la posición de las piezas de trabajo para cortes angulados y elaboraciones más sofisticadas.
• Carro longitudinal y mesa: El movimiento a través de un husillo y tuerca de rosca cuadrada es un sistema altamente eficiente que permite un desplazamiento preciso y controlado en el mecanizado. Este mecanismo se basa en la interacción entre el husillo, que actúa como un eje de rotación, y la tuerca de rosca cuadrada, que convierte el movimiento circular en lineal. Este tipo de sistema es fundamental para obtener el control necesario al mecanizar piezas largas y complejas, tales como ejes, barras y estructuras que requieren un ajuste meticuloso. La precisión que ofrece este mecanismo no solo asegura que las dimensiones finales sean exactas, sino que también juega un papel crucial en minimizar el desperdicio de material y en mejorar la calidad general de las piezas fabricadas. Con una correcta calibración y mantenimiento, el carro longitudinal puede ofrecer una repetibilidad excepcional, lo que es esencial en procesos de producción en masa.
• Cabezal, motor y caja de velocidades: Equipados con un motor eléctrico que en fresadoras Milko 35r es trifásico de 4 Kw (5 cv), controlado por un interruptor que permite la inversión del sentido de giro, el sistema alimenta una caja de velocidades que permite ajustar y variar las diferentes velocidades de giro necesarias para realizar cortes en distintos materiales. Esta caja de velocidades es una parte esencial del mecanizado, ya que permite modificar la velocidad de operación para adaptarse a diferentes requerimientos de proceso. Los cambios en la velocidad no solo afectan la calidad del corte, sino que también influyen en la vida útil de las herramientas de corte. Al poder seleccionar la velocidad adecuada, se garantiza un rendimiento óptimo de la máquina, aumentando así la productividad y la eficiencia en el taller.

Utillajes de Sujeción de Herramientas

• Conos máquina: (ISO, Morse, HSK, Trigonal) Los conos son componentes fundamentales en la industria del mecanizado, ya que son imprescindibles para el acoplamiento de herramientas a las fresadoras. Su diseño y estándares de fabricación garantizan que el cambio de herramientas se realice de manera rápida y eficiente, minimizando el tiempo de inactividad de la máquina sin la necesidad de desmontar otras partes. Existen diferentes tipos de conos, cada uno adaptado a necesidades específicas de sujeción y precisión. El cono ISO es el más frecuente y se caracteriza por un ángulo de 29%.
• Portaherramientas: (Weldon, ER, de gran apriete, hidráulico, térmico) Estos dispositivos permiten fijar las herramientas de corte de forma segura y precisa, lo cual es crucial para lograr un mecanizado de alta calidad. La variedad de portaherramientas que existe se debe a la diversidad de fresas y técnicas de mecanizado utilizadas en la industria. Por ejemplo, los portaherramientas tipo ER son populares por su versatilidad y facilidad de ajuste, mientras que los portaherramientas hidráulicos ofrecen un sistema de sujeción que utiliza el principio de presión para evitar deslizamientos.

Utillajes de Sujeción de Piezas

• Sistemas de fijación clásicos: Estos incluyen mordazas de garras duras o blandas, bridas, bases magnéticas y cabezales divisor, cada uno diseñado para adaptarse a distintos tipos de piezas y geometrías. Las mordazas pueden ser ajustadas manualmente o mediante atuendos automatizados, ofreciendo diferentes niveles de sujeción para garantizar que las piezas permanezcan firmemente sujetas durante el proceso de mecanizado.
• Sistemas modernos: Las mordazas LANG y las plaquitas Sintergrip se emplean principalmente para piezas de grandes dimensiones, donde la capacidad de sujeción y la estabilidad son críticas. Estas soluciones modernas se caracterizan por su innovador diseño que permite una fijación más efectiva y una reducción en tiempos de montaje, facilitando así la eficiencia productiva en entornos industriales que requieren alta precisión.

Accesorios en fresadoras

• Divisores y cabezales universales: Estos dispositivos son esenciales para la mecanización de componentes complejos como engranajes y superficies angulares. Proporcionan la capacidad de realizar cortes en diferentes ángulos y con un alto grado de precisión, lo que es fundamental para aplicaciones donde la geometría es crítica.
• Topes y reglas de posicionamiento: Se utilizan para realizar cortes repetitivos con alta precisión. Estos dispositivos permiten que el operador ajuste la longitud de corte de manera exacta, garantizando que cada pieza producida cumpla con las especificaciones de diseño requeridas.
• Dispositivos de refrigeración: Son vitales para mantener la temperatura de las herramientas y las piezas de trabajo durante el mecanizado. La refrigeración no solo mejora la vida útil de las herramientas de corte, sino que también ayuda a mejorar la calidad del mecanizado al prevenir el sobrecalentamiento, que puede provocar deformaciones en las piezas o desgaste acelerado de las herramientas.
• Sondas de medición: Estas herramientas son utilizadas para verificar las dimensiones de las piezas durante el proceso de mecanizado, especialmente en fresadoras CNC. Permiten a los operadores hacer ajustes en tiempo real para asegurar que las especificaciones se mantengan exactas, lo que es crucial en la producción de piezas con tolerancias estrictas.
• Aparato mortajador: Este accesorio se utiliza específicamente para mecanizar chaveteros internos, lo que es necesario cuando se requiere conectar de forma segura diferentes componentes de una máquina, como engranajes o poleas, mediante chavetas. Su diseño permite realizar cortes precisos en espacios reducidos.
• Sistemas de extracción de viruta: Estos sistemas se implementan para facilitar el proceso de mecanizado y mantener limpias las áreas de trabajo. La extracción de virutas garantiza que el área de corte esté libre de material sobrante, lo cual no solo mejora la visibilidad y la precisión, sino que también contribuye a la seguridad al reducir el riesgo de accidentes relacionados con el material suelto.
• Sistemas de lubricación y refrigeración: Estos son vitales en el proceso de fresado, ya que ayudan a mejorar la eficiencia del mecanizado y contribuyen a la seguridad del entorno de trabajo. Ayudan a reducir la fricción entre la herramienta y la pieza, lo que puede prevenir el desgaste excesivo y prolongar la vida útil tanto de las herramientas como de las máquinas.
  • Otros accesorios: Tambor para cambio automático de herramientas, sistema DAS, carros rápidos, Accura Heads y sistemas para la extracción de viruta.

Conclusión

• El fresado, como proceso de mecanizado, se distingue por su versatilidad y precisión, siendo aplicable en una amplia gama de sectores industriales que requieren alta capacidad de adaptación a diferentes materiales y configuraciones geométricas.
• Por lo tanto, un conocimiento profundo de las máquinas, los utillajes y los accesorios utilizados en el fresado es esencial para los profesionales del área, puesto que este conocimiento no solo optimiza los procesos productivos, sino que también asegura la calidad de los productos manufacturados, permitiendo a las empresas mantenerse competitivas en el mercado actual.

Bibliografía y Webgrafía

• Se proporcionan enlaces (bibliografía y webgrafía) para obtener información más detallada sobre el tema. Se incluyen ejemplos de enlaces concretos como el Blog G0Z100.