EL FRESADO
PREPARADO POR: MSc. Francisco Ugarte Palacin
fr es ado es una operación de maquinado en El fres la cual se hace pasar una pieza de trabajo enfrente de una herramienta cilíndrica rotatoria con múltiples bordes o filos cortantes (en algunos casos raros se usa una herramienta con un solo filo cortante llamado fres fr es a perfi per fila lada da s i mple).
El eje de rotación de la herramienta cortante es perpendicular a la dirección de avance.
La orientación entre el eje de la herramienta y la dirección del avance es la característica que dist distin ingu gue e al fres fresad ado o del del tala taladr drad ado. o.
En el taladrado, la herramienta de corte avanza en dirección paralela a su eje de rotación.
La herramienta de corte en fresado se llama fres a o cortador para fres adora y los bordes cortantes se llaman dientes.
La máquina herramienta que ejecuta tradicionalmente esta operación es una fres adora.
La forma geométrica creada por el fresado es una superficie plana. Se pueden crear otras formas mediante la trayectoria de la herramienta de corte o la forma de dicha herramienta. Debido a la variedad de formas posibles y a sus altas velocidades de producción, el fresado es una de las operaciones de maquinado más versátiles y ampliamente usadas. El fresado es una operación de corte interrumpido ; los dientes de la fresa entran y salen del trabajo durante cada revolución. Esto interrumpe la acción de corte y sujeta los dientes a un ciclo de fuerza de impacto y choque térmico en cada rotación. El material de la herramienta y la forma del cortador deben diseñarse para soportar estas condiciones.
Condiciones de corte en fresado La velocidad de corte se determina con el diámetro exterior de la fresa. Ésta se puede convertir a la velocidad de rotación del husillo usando la fórmula:
El avance f en fresado se determina por lo general como el avance por diente cortante, llamado carga de viruta, y representa el tamaño de la viruta formada por cada filo de corte. Esto se puede convertir a velocidad de avance, tomando en cuenta la velocidad del husillo y el número de dientes en la fresa, como sigue:
La remoción de material en el fresado se determina usando el producto del área de la sección transversal del corte por la velocidad de avance. Por consiguiente, si una operación de fresado de una plancha corta una pieza de trabajo con ancho w a una profundidad d, la velocidad de remoción de material es
Esta fórmula no considera la entrada inicial de la fresa antes de su enganche completo. La ecuación anterior se puede aplicar al fresado terminal, fresado lateral, fresado frontal y otras operaciones de fresado, haciendo los ajustes apropiados en el cálculo del área de la sección recta del corte.
El tiempo requerido para fresar una pieza de trabajo de longitud L debe tomar en cuenta la distancia de aproximación requerida para enganchar completamente la fresa. Consideremos primero el caso del fresado de una plancha.
Para determinar el tiempo de ejecución de una operación de fresado de la plancha, la distancia de aproximación A para alcanzar la velocidad de corte completo se determina mediante
El tiempo para fresar la pieza de trabajo Tm es por tanto
Para el fresado frontal se acostumbra dejar para la aproximación la distancia A más una distancia O, de recorrido adicional. Hay dos casos posibles, como se muestra en la figura. En ambos casos, A = O.
Cuando la fresa se centra sobre la pieza de trabajo rectangular es evidente que A y O son iguales a la mitad del diámetro del cortador .
Cuando la fresa sobresale a uno de los lados del trabajo, las distancias de aproximación y la distancia adicional están dadas por
El tiempo de maquinado en cada caso está dado por:
22.14 Se ejecuta una operación de fresado periférico para acabar la superficie superior de una pieza de trabajo rectangular de 400 mm de largo por 60 mm de ancho. Se monta una fresa helicoidal de 80 mm de diámetro con cinco dientes, cuyo ancho de la pieza sobresale en ambos lados. La velocidad de corte es de 70 m/min, la carga de viruta es de 0.25 mm/diente y la profundidad de corte es de 5.0 mm. Determine: a) el tiempo para hacer un paso a través de la superficie y b) la velocidad de remoción de metal durante el corte.
22.15 Se usa una operación de fresado frontal para maquinar 5 mm de la superficie superior de una pieza rectangular de aluminio de 300 mm de largo por 125 mm de ancho. El cortador tiene cuatro dientes (insertos de carburo cementado) y 150 mm de diámetro. La velocidad de corte es de 2.8 m/s y la carga de viruta es de 0.27 mm/diente. Determine a) el tiempo para hacer un paso a través de la superficie y b) la velocidad de remoción del material durante el corte.
22.16. Se lleva a cabo una operación de fresado de placa para acabar la superficie superior de una pieza de trabajo rectangular de acero de 12.0 in de largo por 2.5 in de ancho. El cortador helicoidal de fresado, que tiene un diámetro de 3.5 in y 10 dientes, se configura para sobresalir un ancho de la pieza en ambos lados. La velocidad de corte es de 125 ft/ min, la carga de viruta es de 0.008 in/diente y la profundidad del corte es de 0.300 in. Determine: a) el tiempo que lleva hacer un pase por la superficie y b) la velocidad máxima de remoción de metal durante el corte.
22.17. Se ejecuta una operación de fresado frontal para acabar la superficie superior de una pieza rectangular de acero de 12.0 in de largo por 2.0 in de ancho. La fresa tiene cuatro dientes (insertos de carburo cementado) y 3.0 in de diámetro. Las condiciones de corte son: velocidad de corte de 500 ft/min, avance de 0.010 in/diente y profundidad de corte de 0.150 in. Determine: a) el tiempo necesario para hacer un pase por la superficie y b) la velocidad máxima de remoción del metal durante el corte.
22.18. Resuelva el problema anterior considerando que la pieza de trabajo tiene un ancho de 5.0 in y la fresa está desigual en un lado, por lo que el corte hecho por la fresa es de 1.0 de ancho.
22.19. Una operación de fresado frontal se utiliza para quitar 0.32 in del extremo de un cilindro que tiene un diámetro de 3.90 in. La fresa tiene un diámetro de 4 in y tiene cuatro dientes. La velocidad de corte es de 375 ft/min y la carga de viruta es de 0.006 in/diente. Determine: a) el tiempo de maquinado, b) la velocidad promedio de remoción de metal (considerando el tiempo total de maquinado) y c) la velocidad máxima de remoción de metal
Tipos de operaciones de fresado Hay dos tipos básicos de operaciones de fresado, como se muestra en la figura : a) fresado periférico y b) fresado frontal.
Fresado periférico En el fres ado periférico , también llamado fres ado plano , el eje de
la herramienta es paralelo a la superficie que se está maquinando y la operación se realiza por los bordes de corte en la periferia exterior del cortador. En la figura se muestran
En la figura se muestran varios tipos de fresado periférico:
a) fres ado de placa, la forma básica de fresado periférico en la cual el ancho de la
fresa se extiende más allá de la pieza de trabajo en ambos lados; b)
ranurado , también llamado fres ado de ranuras , en el cual el ancho de la fresa es
menor que el ancho de la pieza de trabajo, creando una ranura en el trabajo; cuando la fresa es muy delgada se puede usar esta operación para tallar ranuras angostas o para cortar una pieza de trabajo en dos, llamado fresado aserrado ; c) fresado
lateral , en el cual la fresa maquina el lado de una pieza de trabajo; y
d ) fresado
paralelo simultáneo, el cual es el mismo que el fresado natural, excepto porque el
la fresa respecto al trabajo. Estas direcciones distinguen dos formas de fresado: fresado ascendente y fresado descendente, que se ilustran en la figura 22.19.
En el fresado ascendente, también llamado fresado convencional , la dirección del movimiento de los dientes de la fresa es opuesto a la dirección de avance cuando los dientes cortan el trabajo. Es decir, cortan “contra el avance”. En el fresado descendente, también llamado fresado tipo escalamiento , la dirección del movimiento de la fresa es la misma que la dirección de avance cuando los dientes cortan el trabajo. Es un fresado “con el avance”. En el fresado ascendente, la viruta formada por cada diente del cortador comienza muy delgada y aumenta su espesor durante el paso del diente. En el fresado descendente, cada viruta empieza gruesa y se reduce a través del corte. La longitud