2014
FRESADORA I Procesos de Manufactura I Ing.Mecatrónica Dr. Víctor Alcántara Alza INTEGRANTES:
ACEVEDO JIMENEZ, Cinthya
CRUZADO VARGAS , Josué
HERRERA GERMÁN, Julio
LEIVA CALVANAPÓN, Omar
PEREYRA GONZALES, Irvin
RUBIO RAMOS, Diego
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
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Índice
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 2 DEFINICIÓN .................................................................................................................................. 3 PARTES Y ACCESORIOS ..........................................................................................................12 LUBRICACIÓN Y REFRIGERACIÓN .........................................................................................18 CLASIFICACIÓN DE FRESADORAS ........................................................................................21 CADENA CINEMÁTICA ...............................................................................................................30 TIPOS DE FRESA Y SUJECIÓN ................................................................................................35 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS ...............................................................................................52 ANEXOS........................................................................................................................................52 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................54
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INTRODUCCIÓN El progreso de la humanidad a través del tiempo ha estado regido con el tipo de herramienta. Desde que el hombre primitivo utilizaba piedras como armas para matar animales para comer, las herramientas han gobernado nuestra forma de vivir. Existen evidencias de que los egipcios usaron mecanismos rotatorios de palos y cuerdas para taladrar agujeros. Con la revolución industrial a mediados del siglo XVIII, se desarrollaron y mejoraron las maquinas herramientas. Cuando James Watt diseñó su máquina de vapor en Inglaterra alrededor de 1763, su problema técnico principal fue no poder hacer una perforación lo suficientemente precisa para evitar que el vapor se escapara a través del pistón. John Wilkinson construyo una máquina perforadora alrededor de 1775, lo que permitió a Watt construir su máquina de vapor. Esta máquina herramienta se reconoce como la primera máquina herramienta. herramienta. La gente comenzó a explorar nuevas fuentes de energía. La fuerza del agua comenzó a reemplazar la fuerza de los hombres. Con esta nueva fuerza vinieron mejores máquinas y conforme aumento la producción, se obtuvieron más productos disponibles. La máquina de vapor hizo posible disponer de fuerza motriz en cualquier área donde se necesitara. Con una velocidad cada vez mayor, se mejoraron la maquinas e inventaron nuevas. Las máquinas de vapor reemplazaron a las velas y el acero sustituyo la madera en la industria de la construcción naval. Surgieron las vías de ferrocarril, lo que llevo a unir países, y los barcos de vapor conectaron continentes. Los tractores de vapor y la maquinaria agrícola mejorada aligeraron las tareas del granjero. Después de la segunda guerra mundial, los procesos de control numérico, el diseño asistido por computadora (CAD), la manufactura asistida por computadora (CAM) así también como los sistemas de manufactura moderna (FMS) han modificado los métodos de fabricación.
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DEFINICIÓN La palabra fresadora tiene su origen en la acción que la máquina ejerce, fresar. Fresar tiene su origen etimológico en el verbo en latín fresare que deriva del participio pasivo del latín frend ĕre. El verbo latín frend ĕre era utilizado para referirse a machacar y a rechinar los dientes. [1] Es el mecanizado de las superficies de piezas de diversas formas y dimensiones, efectuado con una herramienta llamada fresa. La fresa es una herramienta múltiple, es decir está constituida por varios filos dispuestos radialmente sobre una circunferencia. Al girar, la fresa arranca de la pieza que avanza con movimiento rectilíneo, virutas de dimensiones relativamente pequeñas Mediante
el
fresado
es
posible
mecanizar
los
más
diversos
materiales
como madera, acero, madera, acero, fundición de hierro, metales hierro, metales no férricos y materiales sintéticos, superficies planas o curvas, de entalladura, de ranuras, de dentado, etc. Características de una fresadora. Para realizar trabajos con una fresadora, debemos tener en cuenta características como: El tamaño de las piezas a mecanizar está limitado por las dimensiones de la superficie de la mesa y los recorridos de los elementos móviles. Dependiendo de las operaciones a realizar, puede ser necesaria la posibilidad de controlar varios ejes a la vez, como los proporcionados por mesas giratorias o por cabezales divisores, o incluso controlar estos ejes de forma automática por CNC, por ejemplo para realizar contorneados. En función del material de la pieza, de las herramientas de corte y de las tolerancias de fabricación requeridas, requeridas, es necesario utilizar velocidades velocidades de corte y de avance diferentes, diferentes, lo cual puede hacer necesaria la posibilidad de operar con gamas de velocidades, con
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velocidades máximas y potencias suficientes para lograr flexibilidad en el sistema de producción. Los dispositivos electrónicos de control, desde la visualización de cotas hasta el control numérico, permiten aumentar aumentar la productividad productividad y la precisión la precisión del proceso productivo. Además, una fresadora debe tener dispositivos de seguridad, seguridad, como botones botones de parada de emergencia, dispositivo de seguridad contra sobrecargas y pantallas de protección contra la proyección de virutas o partes de la pieza o la herramienta de corte.
Ejemplos de mecanizado en las fresadoras: a. Alisado de superficies inclinadas b. Alisado de planos de apoyo de partes de máquinas en general c. Mecanizado
de superficies planas de
cualquier forma. d. Mecanizado de superficies planas e inclinadas. e. Ejecución de ranuras y alojamientos para chavetas y lengüetas f. Construcción de engranes pero con tiempo superior
y
menos
precisión
en
comparación con las dentadoras.
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Antecedentes La historia comienza con la EDAD DE PIEDRA (hace más de 50 000 años), donde las herramientas eran de madera, huesos de animales y piedra.
Las lanzas y hachas de piedra fueron sustituidos con implementos de cobre y bronce, en esta era denominada EDAD DE BRONCE (4500 Y 4000 a.c) los humanos gozaron con herramientas de mayor potencia.
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Entre los años 1000 a.c, comenzó la EDAD DEL HIERRO, donde las herramientas de bronce fueron sustituidas por implementos de hierro. Los herreros aprendieron a endurecer y a revenir el hierro, lo que les permitió mejorar herramientas y armas.
Hace aproximadamente 300 años la edad de hierro se convirtió en la edad de las máquinas. Entre 1810-1830: Esta fresadora fue larga acreditado a Eli Whitney y fechado en Circa 1818. En los años 1950 y 1960, varios historiadores de la tecnología en su mayoría desacreditado la vista de esta máquina como el primer molinero
y,
posiblemente,
incluso de Whitney como su constructor. No obstante, sigue siendo una importante fresadora temprano, independientemente de sus detalles exactos de procedencia. Otra máquina de fresado temprana es uno de Middletown, Connecticut, alrededor de 1818. Al parecer, el gobierno estadounidense contrató con Whitney en 1798 la fabricación de 10.000 rifles. Hasta entonces los rifles se fabricaban manualmente, de modo que las piezas de uno no podían ser acopladas en otro. Whitney concibió un sistema que, una vez fijado el modelo o patrón de cada pieza, hacía posible su fabricación estandarizada. Para ello ideó Fresadora I
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una máquina, perfeccionada en 1818, que utilizaba una rueda giratoria, dentada y afilada, para cortar el metal siguiendo el contorno de una plantilla. Fresadoras evolucionaron a partir de la práctica de la rotación de presentación, es decir, la ejecución de un cortador circular con dientes de tipo fichero en el cabezal de un torno. La historia completa del desarrollo de la máquina de fresado nunca se sepa, porque gran desarrollo en la primera se llevó a cabo en las tiendas individuales en los que algunos registros se mantienen para la posteridad. Entre 1912 y 1916: Joseph W. Roe, uno de los fundadores respetados historiadores de máquinas-herramienta, acredita Eli Whitney (uno de los fabricantes de armas privados mencionados anteriormente) con la producción de la primera verdadera máquina de fresado. En 1918, él consideró " Probablemente la primera fresadora jamás construido - sin duda el más antiguo existente en la actualidad". James Nasmyth construyó una fresadora muy avanzada para su tiempo entre 1829 y 1831. Fue labrado para moler los seis lados de una tuerca hexagonal que se montó en un dispositivo de indexación de seis posiciones. Poco después, la empresa “Gay Silver” inspirada en e l modelo
de Whitney construye una fresadora enteramente metálica provista de un carro de reglaje vertical, con soporte para el usillo porta herramientas. Entre 1840-1860 El ingeniero Howe, diseñador de "Robbins& Lawrence", realiza en 1848 una fresadora más robusta y precisa, con polea de tres escalones y con desplazamientos en sentido vertical, horizontal y transversal.
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Hacia 1849, se construyó la fresadora "Lincoln" atribuida a Thomas Warner, que fue muy popular y práctica. Howe, influyó notablemente en la evolución de este tipo de fresadora y a ElishaRoot se le atribuye la incorporación a la misma, de un carnero cilíndrico, regable en sentido vertical, que se elevaba junto con el husillo porta fresas. Hacia 1850, fue construida por " Robbins& Lawrence" la primera fresadora copiadora de perfiles diseñada por Howe. Alrededor de 1860: Ante la necesidad de resolver el fresado de engranajes helicoidales y rectos, Joseph R. Brown, diseña y construye el año 1862, la primera fresadora universal, equipada con divisor universal, consola con desplazamiento vertical, curso transversal y avance automático de la mesa longitudinal. Entre 1870 - 1880 El francés Pierre Philippe Huré, diseñó en 1874 una fresadora de doble husillo: vertical y horizontal, dispuestos a
noventa
posicionable
grados mediante
y giro
manual. Fresadora universal Cincinnati de 1884 La fresadora universal Cincinnati construido en 1884, modelo CE fue diseñada por Fred Holz, de la empresa Cincinnati Screw and Tap, y tal fue su éxito que la empresa abandonó la producción
de
tornillos
y
valvulería
para
centrarse
exclusivamente en la fabricación de fresadoras y cambiando su denominación social a ‘The Cincinnati Milling Machine Company’.
Donde se incorpora por primera vez un carnero cilíndrico, desplazable axialmente. En 1894 el francés R. Huré diseñó un cabezal universal con el que se pueden realizar diferentes mecanizados con variadas posiciones de la herramienta. Este tipo de cabezal, Fresadora I
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con ligeras modificaciones, es uno de los accesorios más utilizados actualmente en las fresadoras universales. Entre 1900-1920 Una fresadora típica de la época 1900-1920. Se trata de un molinero universales horizontal-eje construido por la Máquina Milling Company de Cincinnati, Ohio, EE.UU. Cincinnati. Fresadora Bridgeport En 1936, RudolphBannow (1897-1962) concibió una mejora importante para la fresadora. El Bridgeport ofrece ventajas duraderas respecto a los modelos anteriores. Ya era bastante pequeña, suficiente luz, y lo suficiente para ser una adquisición práctica. Sus diversas direcciones de deslizamiento y el movimiento pivotante permitieron la cabeza para acercarse a la obra desde cualquier ángulo. El diseño de Bridgeport se convirtió en la forma dominante de fresadoras manuales utilizados por varias generaciones de maquinistas pequeña y mediana empresa. Por la década de 1980 se estima que un cuarto de millón de fresadoras Bridgeport se había construido y se siguen produciendo hoy en día. Entre 1940-1970 Para 1940, la automatización a través de cámaras, como en las máquinas de tornillo y chuckers automáticos, ya había sido muy bien desarrollada durante décadas. A partir de la década de 1930, las ideas que involucran servomecanismos habían estado en el aire, pero era especialmente durante e inmediatamente después de la Segunda Guerra Mundial, que comenzaron a germinar. En 1952, el control numérico llegó a la etapa de desarrollo de la realidad de laboratorio. La primera máquina herramienta NC fue una fresadora Cincinnati Hydrotel adaptados con una unidad de control NC arañazos construido. Se informó en la revista Scientific American, al igual que otra máquina de fresado innovador, la Brown &Sharpe universales, había sido en 1862. Fresadora I
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A fines de 1980 los talleres de máquinas pequeñas tenían computadoras de escritorio y las máquinas herramienta CNC. Poco después de que los aficionados comenzaron a obtener molinos y tornos CNC. Los fabricantes han comenzado a producir máquinas CNCs precio económico lo suficientemente pequeña como para sentarse en un escritorio que se puede cortar en materiales de alta resolución más suave que el acero inoxidable. Control numérico por computadora en fresadoras CNC: CNC significa numérico controlado por ordenador. Se refiere a cualquier máquinaherramienta (es decir, molino, torno, taladro de columna, etc.), que utiliza una computadora para controlar electrónicamente el movimiento de uno o más ejes en el máquina. • El desarrollo de máquinas - herramienta CNC inició a partir de una tarea con el apoyo por
la Fuerza Aérea de los EE.UU. en la década de 1950, con la participación del MIT y varios las empresas de fabricación de máquina-herramienta. • A medida que evolucionó la tecnología informática, las computadoras reemplazadas más
controladores inflexibles que se encuentran en las máquinas de control numérico, de ahí el amanecer de la era CNC. • Máquinas herramienta CNC utilizan programas de software
para proporcionar las instrucciones necesario para controlar los movimientos de los ejes, velocidades de husillo, los cambios herramienta
de y
así
sucesivamente. • CNC máquinas herramientas permiten múltiples
ejes de movimiento simultáneamente, resultante en la capacidad contorno en 2D y 3D. • La tecnología de CNC también aumenta la
productividad y el control de calidad por permitiendo que múltiples piezas que se elaboran con el mismo programa y utillaje. Presentamos aquí lo que hemos visto normalmente presentada por los fabricantes. A cinco ejes CNC Fresadora I
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fresadora tiene un eje adicional en la forma de un pivote horizontal para el cabezal de fresado, como se muestra a continuación. Esto permite una mayor flexibilidad para el mecanizado con la fresa de extremo en un ángulo con respecto a la mesa. A seis ejes CNC fresadora tendría otro pivote horizontal para el cabezal de fresado, esta vez perpendicular al quinto eje. Fresadoras CNC se programan tradicionalmente usando un conjunto de comandos conocidos como G-códigos. G-códigos representan funciones específicas CNC en formato alfanumérico. Algunos comandos de los códigos M y G
COMANDOS M
COMANDO G
M00 Inicio de programa
G0
Posicionamiento rápido
M01 Paro opcional.
G1
Interpolación Lineal
M02 Fin de programa pieza.
G2
Interpolación
Circular
a
Circular
a
Derechas M03 Giro de la herramienta G3 en sentido horario.
Interpolación Izquierdas
M04 Giro de la herramienta G4
Temporizador.
en sentido anti-horario M05 Detención del giro de la G5
Trabajo en arista matada
herramienta. M06 Cambio
de
la G7
Trabajo en arista viva.
herramienta. M07 Conexión del aporte de G8 rocío del enfriador.nº2
trayectoria anterior.
M08 Conexión del aporte de G9 rocío del enfriador.nº1 M30 Fin de programa
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Trayectoria circular tangente a la Trayectoria circular mediante tres puntos.
G10 Anulación Imagen Espejo.
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PARTES Y ACCESORIOS Partes De Una Fresadora: A. Monteros o columna: que contiene el motor, los mecanismos de los movimientos de trabajo y de avance y el husillo colocado horizontalmente. B. Husillo: Es uno de los elementos esenciales de la máquina, puesto que es el que sirve de soporte a la herramienta y le da movimiento. El husillo recibe el movimiento a través de la caja de velocidades, que a su vez es movido por el motor. C. Árbol porta fresas: es el que percibe el movimiento del husillo. D. Brazo superior: es el que da rigidez al arbol portafresas E. Mensasula o carro vertical: es el puede deslizar verticamente a lo largo de las guias dispuestas en la columna: F. Guías: para el recorrido vertical G. Tornillo para el movimento vertical de la mensula H. Árbol con tambor graduado: para mediante el tornillo G, mover la ménsula verticalmente I. Carro transversal:Es una pieza de fundición de forma rectangular, en cuya parte superior se desliza y gira la mesa en un plano horizontal. En la base inferior está ensamblado a la consola, sobre la que se desliza manualmente por medio de tuerca y tornillo, o automáticamente, por medio de cajas de avance. Se puede inmovilizar. L. Guías de carro transversal: M. Volante y tambor graduado: para los desplazamiento del carro transversal N. Carro superior o mesa: Punto de apoyo de las piezas que van a ser trabajadas. Estas piezas se pueden montar directamente o por medio de accesorios de fijación. La mesa tiene ranuras en forma de T para alojar los tornillos de fijación. O. Caja del cambio de velocidades: Tiene una serie de engranajes que pueden acoplarse según diferentes relaciones de transmisión. Esto permite una extensa gama de velocidades del husillo principal. El accionamiento de esta caja es independiente del que efectúa la caja de avances. P. Articulaciones cardan doble y árbol telescópico dan avance automático de la mesa Q. Volante para el mando manual del avance para el mando manual del avance longitudinal de la mesa R. Fresa Fresadora I
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Accesorios de una fresadora:
[2] La fresadora está provista de una serie de accesorios que le permiten realizar las más variadas operaciones de fresado, los cuales se indican a continuación: A. Planta giratoria con su eje vertical: B. Cabezal divisor universal con contra punta: es el que permite dar el movimiento rotativo a la pieza C. Soporte con contrapunto: sirve para fijar piezas entre puntos.
D. Tornillos de Mordaza: sirve para fijar piezas que se van a mecanizar
Tornillo mordazas paralelas: son aquellas que la mordaza fija y la móvil están en paralelos
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Tornillos de mordazas orientable: estos giran sobre su base y son inclinables en torno a un eje horizontal
E. Bridas:Son piezas de acero, forjadas o mecanizadas, de forma plana o acodada y con una ranura central para introducir el tornillo de fijación. En uno de sus extremos pueden tener un tornillo para regular la altura de fijación.
F. Ejes portafresas: se usan para sujetar la fresa y a la vez para transmitirle el movimiento que recibe el husillo. Se construyen de acero duro aleado, bien tratado y con acabados muy lisos y precisos.
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G. Pinzas portafresas:Son mandriles hechos para ser fijados directamente al husillo cuyo alojamiento permite tomar en forma centrada las pinzas, sujetándolas mediante una tuerca o un tirante.
H. Calzos: Son elementos de apoyo. Pueden ser planos, escalonados, en “V” y regulables.
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I. Gatos:Son elementos de apoyo, generalmente compuestos de un cuerpo, de un tornillo, y de una contratuerca para bloquear el tornillo. La parte superior puede ser articulada o fija y se utilizan para apoyar piezas muy largas y que pueden flexionarse.
J. Escuadras:Las caras de estos accesorios son planas y mecanizadas. Forman un ángulo de 90°. Hay escuadras de diversos tamaños y con muchos orificios para introducir los tornillos de fijación.
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K. Lámpara: nos permite iluminar la pieza a mecanizar y tener una buena visibilidad de esta.
LUBRICACIÓN Y REFRIGERACIÓN Lubricación: Los órganos en movimiento de las fresadoras requieren una lubricación adecuada y constante. Según el tipo de máquina la lubricación puede ser forzada, semiautomática o por proyección.
Lubricación forzada:
Es automática porque se obtiene mediante una bomba accionada por el motor de la máquina. La circulación del lubricante sigue un circuito definido, en el que es impulsado bajo presión por una bomba adecuada a pistones que lo aspira de un depósito o cubeta.
Lubricación semiautomática:
Sirve para lubricar el grupo de ménsula y los carros.
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En este sistema el lubricante se dirige a los órganos de que se trate a través de un complejo de tubos de lubricación.
Lubricación por proyección:
Se emplea para lubricar el cambio de velocidades del husillo y de los avances. Los engranajes inferiores del cambio están parcialmente sumergidos en un baño de aceite.
El control del nivel de aceite en las cajas de mecanismo y en los depósitos se efectúa por niveles ópticos adecuados. La lubricación de los cojinetes de los árboles se efectúa por medio de engrasadores. Posición de niveles y orificios de carga y descarga del lubricante:
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Refrigeración: Consiste en dirigir un abundante chorro de fluido a la zona de contacto entre herramienta y pieza.
Ventajas:
Menor desgaste del filo, lo que asegura una mayor duración de la fresa.
Reducir la obstrucción en los huecos entre diente y diente, causada por la viruta arrancada.
Mejor acabado de las superficies fresadas.
Refrigerantes principales:
Emulsiones de agua y aceite
Aceite de corte
Petróleo
Circuito de refrigeración
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CLASIFICACIÓN DE FRESADORAS Se puede clasificar: Por orientación de la fresa Por el número de ejes Especiales 1. Fresadoras por orientación de la fresa:
Fresadoras horizontales:
Constan de una columna donde una fresa cilíndrica es soportada en un extremo y en el otro por un rodamiento. La función principal de este aparato es la producción de ranuras de distinto grosor, como así también varias de aquellas al mismo tiempo con fresas especiales paralelas, que se conocen como “tren de fresado”, mejorando de esta manera la productividad del trabajo. El movimiento longitudinal de la mesa se efectúa perpendicularmente al husillo. La mesa realiza dos movimientos que son el transversal (paralelo al husillo) y vertical (hacia arriba y hacia abajo) con respecto al husillo. El uso de esta máquina es con piezas que necesitan cortes profundos y velocidades más o menos rápidas, esto se puede llevar a cabo gracias a la construcción rígida de la máquina. La fresadora horizontal es una máquina empleada para efectuar cortes genéricos, tales como el alisado de superficies y el tallado de ranuras rectas en diferentes perfiles. Su característica principal es la disposición horizontal del husillo. Y la herramienta empleada es el cortador o fresa cilíndrica. Y puede moverse la pieza en direcciones perpendiculares entre sí.
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Fresadoras universales:
Cuya particularidad es que tiene dos portaherramientas: el primero se halla en el cabezal, donde se encuentra el husillo para la fresa, con un amplio rango de movimientos en distintas direcciones, tanto horizontales como verticales. El segundo está en su mesa con el parecido de un torno, donde se coloca la pieza a mecanizar. Con ambos portaherramientas juntos funcionando, se puede crear piezas de una complejidad asombrosa. Se destaca esta fresadora de las anteriores por su versatilidad a la hora del trabajo. Tiene un aspecto parecido al de la fresadora horizontal. En lugar dela mesa sostenida por el caballete, la máquina tiene un elemento adicional, el bastidor de las mesas que pueden girar encima del caballete. Esta característica permite el fresado angular espiral y helicoidal de ranuras, estrías y dientes. Este tipo de trabajo requiere del uso del cabezal divisor. La Fresadora I
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fresadora universal se utiliza para mecanizar dientes de engranes rectos y helicoidales, escariadores y fresas.
Fresadoras verticales:
Se denominan así porque el husillo está dispuesto verticalmente y formando un ángulo recto con la superficie de la mesa. Este husillo tiene un movimiento vertical y la mesa puede moverse vertical, longitudinal y transversalmente. Tanto los movimientos del husillocomo los de la mesa que puedenregularse manual o mecánicamente. Poseen el husillo portaherramientas de modo que la fresa gira sobre su eje horizontal y perpendicular a la pieza. Una característica de esta herramienta es la posibilidad de movilizarse verticalmente, pues sube la mesa con la pieza o el cabezal desciende hacia aquella.Disponen solamente de cabezal porta fresa vertical. Entre sus usos están el fresado horizontal de perfiles, fresado de matrices y mandrilado de agujeros, alisado con fresas cilíndrico frontales, escuadrado, contorneado de piezas de forma curva y regular, tallado de ranurasrectilíneas y circulares. Fresadora I
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Las fresadoras verticalesespecialmente las de granpotencia, tienen una formacaracterística construida conuna pesada columna curvadahacia delante. Normalmente,el cabezal porta fresa puedegirarse hasta disponer el ejedel husillo en posiciónhorizontal. La herramienta más empleada es el cortador o fresa cilíndrica yfrontal.
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Se conocen dos subtipos de esta máquina:
Fresadora vertical de banco fijo:
Cuya particularidad es que su cabezal se encuentre sin más movimiento que el de la fresa, entonces los movimientos que crean el mecanizado sólo proceden de la mesa.
Fresadora vertical de torreta:
Se diferencia de la anterior porque su cabezal puede hacer un movimiento horizontal de 180° con respecto al ejehorizontal de la pieza. 2. Fresadoras por el número de ejes: Dependiendo de su capacidad de movilizar la fresa a través de la pieza, las fresadoras se dividen en las siguientes familias:
De tres ejes:
Estas máquinas se caracterizan porque su capacidad de mecanizado se orienta a través de los tres planos del eje cartesiano. En la fotografía que más arriba aparece, se evidencian los cinco ejes por los que una fresadora puede mecanizar, una de tres ejes puede hacerlo de costado (X), en profundidad (Y) y en movimiento vertical (Z), sea este producido por el cabezal que desciende como la mesa que sube hacia aquél.
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De cuatro ejes:
En este caso el artefacto puede fresar a través de los tres ejes anteriores, más un eje circular desde el centro del cabezal con la fresa trabajando en vertical que puede ir hacia la derecha (W) como hacia la izquierda (V).
De cinco ejes:
Las de este tipo poseen los mismos ejes de movimiento que las anteriores, pero incluye un movimiento rotatorio horizontal de la pieza para que sea combinado con los otros para crear mecanizados de mayor complejidad.
3. Fresadoras especiales Cabe destacarse que el universo de las fresadoras no se limita a las familias antes aludidas, sino que existe una variedad de las mismas para alcanzar objetivos de mecanizado puntuales.
Fresadora para madera:
Se utiliza en bricolage y carpintería especialmente para hacer ranuras en superficies planas o colas de milano. Usa fresas para madera con la particularidad que sus dientes son más grandes y espaciados con respecto a las de metal, debido a que tienen que evacuar viruta. Fresadora I
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Fresadora Copiadora:
Aquí existen dos mesas, en una se posiciona un mode lo y hay un “palpador”, en la otra mesa se posiciona la pieza a mecanizar y la fresa. El palpador contornea al modelo y la forma de este se replica en la pieza gracias a la acción de la fresa.
Fresadoras circulares: Tienen la particularidad que su mesa giratoria permite hacer operaciones de mecanizado con un cabezal con uno o más portaherramientas.
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Fresadoras de puente móvil: Se diseñaron para trabajar con piezas grandes en tamaño, cuyo cabezal se mueve como si fuera una grúa para alcanzar distintos puntos a mecanizar.
Fresadoras de control numérico por computadora (CNC): Cuya característica es que el ordenador posee un modelo diseñado digitalmente y que luego lo copia a la pieza. Son máquinas destinadas a producir altísima cantidad de piezas con un elevado nivel de precisión pues los movimientos son guiados por el modelo en la memoria de la máquina. Mediante los programas de Control Numérico (CNC) se puede producir más rápido, eficaz y con más exactitud. Más recientemente se ha implantado los programas CAD/CAM, que permiten fabricar una pieza introduciéndole nada más que el plano en un programa de CAD. Fresadora I
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Las cuchillas pueden ser de varios tipos. Desde Acero Rápido al Carbono (HSS) hasta las últimas plaquitas de Vanadio, pasando por las herramientas de Widia (Nombradas así por el nombre del primer fabricante). Tienen diferentes formas y utilidades, dependiendo del mecanizado y de las características superficiales que se deseen obtener en la pieza final. El CNC tiene sus orígenes de la intención de la industria de elevar la producción. Desde tabletas de madera perforadas, pasando por accionamientos mecánicos hasta el CNC y los programas deCAD/CAM. El hombre que empezó a diseñarlo fue John T. Parsons (1913-2007) en las fábricas de Detroit, y aún hoy en día se está mejorando continuamente. El CNC consiste en unos códigos de letras y números que, combinados, provocan el movimiento de los ejes de la máquina. Las letras indican un comando específico, y los números suelen ser los valores deseados. Los comandos M y T varían dependiendo del fabricante de la máquina. Un mismo comando M pueden ser distintas operaciones en distintas máquinas. Los comandos T son referidos al número de herramienta. La herramienta 1 en el cargador de herramientas tendrá la denominación T1. La herramienta 2, T2.Los comandos G son las órdenes mas utilizadas. Son las órdenes de movimientos de las herramientas. Por lo que son las básicas y las que determinarán las coordenadas y la forma final de la pieza mecanizada. Se expone a continuación los comandos G Modales, de una fresadora con el programa de CNC Fagor.
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CADENA CINEMÁTICA [3] Una cadena cinemática es un conjunto de eslabones cinemáticos (correas, engranajes, poleas, ruedas de fricción, etc.) unidos por pares cinemáticos elementales; estos permiten la transmisión de la potencia generada por el motor de accionamiento hacia el cabezal de la máquina-herramienta y también hacia la mesa de trabajo, que se moverá. Casi todas las cadenas cinemáticas tienen un eslabón fijo (soporte) que constituye el cierre de la cadena siendo móviles los demás, de los cuales uno o varios son los que reciben el movimiento que se transmite a los restantes. Esto coincide en realidad con el concepto de mecanismo que viene a ser una cadena cinemática a la que se ha fijado un eslabón, teniendo todos los demás una movilidad relativa con respecto a él; de donde se deduce que teóricamente de una determinada cadena cinemática se suelen obtener tantos mecanismos distintos como miembros tenga y a medida que sucesivamente fijemos dos diferentes eslabones. Por otra parte en cada uno de ellos intervienen una serie de factores variables como pueden ser la clase de movimiento, trayectoria, velocidad, etc.; por lo que las combinaciones que se pueden llevar a cabo son numerosas.
Clasificación:
Cadenas cerradas: Cuando todos y cada uno de los miembros se une a otros dos.
Cadena abierta: Cuando algunos de los miembros no está unido a otros dos.
Mecanismo: Un mecanismo es una cadena cinemática a la que se le ha inmovilizado uno de sus miembros. Puede haber una maquina compuesta por varios mecanismos en la que un miembro móvil de uno de ellos sea el eslabón fijo de otro mecanismo, aunque en la mayoría de las maquinas el eslabón fijo de todos los mecanismos que la componen tienen un eslabón fijo único. Una vez que se designa un marco de referencia, la cadena cinemática se convierte en un mecanismo y conforme al eslabón que acciona al mecanismo (el impulsor) se mueve pasando por distintas posiciones, todos los demás eslabones manifiestan movimientos bien definidos con respecto al marco de referencia elegido.
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Se deduce que de una cadena cinemática pueden obtenerse tantos mecanismos como eslabones se tenga, a medida que se fijen sucesivamente cada uno de ellos. Cada uno de estos mecanismos se llama inversión del que se ha tomado como fundamental. La función cinemática de un eslabón es mantener una relación geométrica fija entre los elementos del par; del mismo modo, la única función cinemática de una articulación o par es determinar el movimiento relativo entre los eslabones conectados
Accionamiento de fresadora: La transmisión de movimiento desde el motor encerrado en la columna hasta el husillo se efectúa a través de una cadena cinemática compuesta por cambios de velocidad. El movimiento de avance y de penetración de la mesa y de los otros carros de la fresadora puede obtenerse manualmente o bien automáticamente aprovechando el motor de accionamiento principal. A continuación se detallara la forma como la fresadora realiza sus movimientos básicos a través de su cadena cinemática.
Velocidad de giro de la fresa: La fresa adquiere su giro de la siguiente forma: primero partiendo del motor de accionamiento, ubicado generalmente en la parte posterior de la fresadora, se genera la potencia
requerida
para
el
mecanizado,cuyo valor puede oscilar desde 1kW en las maquinas más pequeñas hasta 10 kW o incluso valores superiores en las máquinas de mayor tamaño. El eje motor dispone de una caja de velocidades que permite seleccionar su velocidad. Del motor de
accionamiento
parte
la
cadena
cinemática propia de la fresadora esta permite la transmisión de la potencia a través de los eslabones unidos entre si hasta el cabezal de la fresadora donde se g..enera el movimiento principal de rotación
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de la fresa. Esta rotación se realiza alrededor del eje principal o husillo de la máquina. El cambio de velocidades del husillo está situado en la parte superior de la columna de la máquina, el número de velocidades posibles varía según la máquina. En la imagen adjunta se puede observar un diagrama general de la cadena cinemática de una fresadora horizontal, se puede observar que esta nace en el motor y desemboca en el husillo, se observa también la conexión alterna que tiene con la mesa.
Desplazamiento de la mesa: o
Mecanismo manual La
penetración
de
la
herramienta en la pieza y el avance de esta se obtienen mediante el movimiento de tres carros que constituyen el grupo porta piezas: ménsula o carro vertical, carro transversal y mesa o carro superior. El movimiento de los tres carros se obtiene por medio del par tornillo-tuerca. El movimiento para el caso del carro vertical E se transmite a lo largo de las guías verticales labradas en la columna dela máquina, accionada por el mando D de forma manual; el carro transversal B es accionado por el mando manual C, esta se mueve horizontalmente a lo largo de las guías horizontales en el eje perpendicular al anterior; el carro superior A es accionado por el mando F de manera manual y se mueve horizontalmente sobre el carro transversal B y perpendicular a los ejes anteriores, de tal forma que comprendan los ejes X, Y y Z del sistema cartesiano de coordenadas.
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o
Mecanismo automático En este caso el motor N de los avances, adyacente a la caja de cambios O, transmite el movimiento a los carros ya sea a través de un cambio que proporciona 12 velocidades de avance o ya sea directamente a través de una cadena P para los movimientos rápidos de la pieza respecto a la fresa durante la fase de penetración. La transmisión se da así: Un árbol telescópico I con doble articulación cardan transmite el movimiento a la ménsula, se tienen tres inversores del movimiento rotativo (C, F y G), uno para cada carro, estos permiten realizar movimientos en los dos sentidos a cada carro. Cuando los dos engranajes cónicos enfrentados del inversor de un carro están desembragados, el carro puede moverse manualmente. En el interior de la mesa A, el inversor C pone en rotación, en los dos sentidos, una barra acanalada D, de la misma longitud de la mesa. En el extremo de esta barra un par de engranajes cilíndricos (no visibles en la figura)
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transmiten
el
movimiento
rotativo
de
la
barra
al
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tornillo de traslación B de la mesa. El tornillo al atornillarse a la tuerca fijada al carro transversal E, se mueve longitudinalmente junto con la mesa. Es importante mencionar que no todas las fresadoras disponen del mecanismo
para
imprimir
avance
automático
a
los
tres
carros;
frecuentemente solo dispone de avance automático de la mesa, mientras que los otros dos carros se mueven manualmente. Las cadenas cinemática mostradas hasta ahora son las observables en la fresadora horizontal y universal las cuales tienes una estructura muy parecida. A continuación se explicara la transmisión de movimiento en la fresadora vertical:
Velocidad de giro de la fresa: El grupo de cambios A esta situado en la parte vertical de la columna G, un árbol horizontal transmite el movimiento de rotación al árbol portafresas vertical D, mediante un par de engranajes cónicos F. El avance automático del husillo se obtiene mediante un cambio de velocidad aplicado al cabezal C. El movimiento rectilíneo de obtiene del propio husillo.
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Desplazamiento de la mesa: El grupo de carros porta piezas es análogo a de las fresas horizontales antes visto, es decir las fresadoras verticales no disponen de la plataforma giratoria presente en las fresadoras universales. Generalmente se transmite el avance automático a los tres carros.
TIPOS DE FRESA Y SUJECIÓN 1. FRESAS
Herramientas de uso rotativo, provistas de múltiples filos dispuestos simétricamente alrededor del eje y constituyen las herramientas principales de las fresadoras.
2. MATERIALES USADOS PARA LA FABRICACIÓN DE FRESAS
Los materiales comúnmente utilizados para construir las fresas son: 1. Acero de alta velocidad: es el material más utilizado para construir las fresas. El que más se utiliza contiene 18% de tungsteno, 4% de cromo y 1% de vanadio. Estos aceros son capaces de cortar a altas velocidades y conservar sus propiedades de corte hasta 580°C. Los aceros de superalta velocidad contienen 4 o 10% de cobalto, lo que les confiere mejores propiedades que los aceros de alta velocidad. 2. Herramientas de carburo cementados (carburo de tungsteno): También se les conoce como carburos cementados y son capaces de cortar 21/2 veces más rápido que los aceros de alta velocidad. Son materiales de corte utilizados muy comúnmente, por lo general en forma de pequeñas piezas insertadas en un cuerpo de acero suave.
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Puesto que el acero rápido es caro, las fresas de dimensiones considerables están constituidas por un cuerpo de acero de máquinas y por dientes postizos de acero rápido, fijados mecánicamente al cuerpo de la herramienta mediante cuñas o tornillos.
3. CLASIFICACIÓN DE LAS FRESAS
Existe una multitud de fresas, cada una para una operación específica de fresado y para un trabajo determinado. Se pueden clasificar según: SEGÚN EL MÉTODO DE FRESADO
o
Periférica: Se usa en aquel proceso de fresado donde el plano de corte es paralelo al eje de rotación de la herramienta. La longitud de corte es sustancialmente mayor que la profundidad del mismo.
o
Frontal: utilizadas en los procesos de fresado donde el plano de corte es perpendicular al eje de la herramienta. La superficie generada es plana y no guarda relación
con el contorno de la herramienta. Genera una alta
productividad. SEGÚN SU FORMA GEOMÉTRICA CILÍNDRICAS PERIFÉRICAS: tienen filos únicamente en su periferia por lo que solo cortan en la periferia cilíndrica, generando superficies planas paralelas al eje de la herramienta. Este grupo de fresas trabaja en dos sentidos: para planear o con el cortado para refrentar por el lateral. Algunos ejemplos de aplicación de las fresas cilíndricas son el fresado de superficies planas: de apoyo de matrices, de junta estanca, de deslizamiento para rieles o superficies de guías, correderas, etc. Pueden ser:
Con dentado recto: Se usan para cortes bruscos.
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Con dentado helicoidal: es más bien un corte progresivo. El espaciado entre dientes varía según el material a fresar (blando=mayor espaciado, duro=menor espaciado).
Ambas son usadas mayormente en fresadora horizontal para planeado, desbaste y afinado.
1) Fresa con dientes rectos.
Tomado del sitio web: http://www.demaquinasyher ramientas.com/mecanizado/f resas-tipos-y-usos
) C.R. TOOLS, Fresa con dientes 2 helicoidales. Tomado del sitio web: http://www.crtools.co.uk/cuttingtools-sheffield.html
Acopladas: en las fresas helicoidales se produce una fuerza axial que puede descuadrar la herramienta, por lo tanto las fuerzas axiales se equilibran con el montaje de dos fresas con hélices opuestas teniendo así la ventaja de que el empuje axial queda en ellas parcialmente compensado. (Equilibrio de fuerzas axiales) . Se usa para operación de desbaste, rebajado de superficies y ranurado profundo.
3 ) Fresa acopladas. Tomado
del sitio web: http://www.demaquinasyherr amientas.com/mecanizado/fr esas-tipos-y-usos
CILÍNDRICAS FRONTALES SIN VÁSTAGO: tienen dientes no sólo en la periferia sino también en una de las caras frontales. Se prestan para trabajar sobre superficies planas y rebajos en ángulo recto tanto con la fresadora horizontal como la vertical 4 ) Fresa cilíndrico-frontal sin
vástago. Tomado del sitio web: http://www.demaquinasyherr amientas.com/mecanizado/fr esas-tipos-y-usos
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DE DISCO: se utilizan para fresar entalladuras estrechas. Poseen poca longitud de corte con respecto a su diámetro. Pueden mecanizar ranuras largas, profundas y abiertas de manera más eficiente y ofrecen la mejor estabilidad y productividad en este tipo de fresado. También se pueden construir formando “trenes” para mecanizar más de una superficie en
el mismo plano y al mismo tiempo.
Con dentado recto: Sirven para fresar ranuras planas. Con objeto de evitar el roce lateral, estas fresas van ahuecadas con la muela por ambos lados.
Con dentado cruzado o alterno:
van provistas de filos dirigidos
alternativamente a la derecha y a la izquierda permiten un ranurado más profundo. Poseen menos tendencia a vibraciones y mayores velocidades de corte.
5) TOOLMEX, Industrial Solutions. Fresa con dentado recto. Tomado del sitio web: http://www.toolmex.com/Products BrowseResults.aspx?CatID=242&P arent=
6) TOOLMEX, Industrial Solutions. Fresa con dentado alterno. Tomado del sitio web: http://www.toolmex.com/Produc ts/custom/TechDetails.aspx?itemi d=5-709-015
Acopladas ajustables: usadas para abrir ranuras profundas con longitudes ajustables. Se constituye por dos fresas de disco de dos cortes (rectos o helicoidales), se encajan uno sobre otro. ) Fresas acopladas. Imagen 7 tomada de GERLING, Alrededor de las Máquinas Herramientas. P. 121
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Sierra circular: se utiliza para cortar piezas y hacer en ellas ranuras estrechas como, por ejemplo, en las cabezas de los tornillos. Su mínima longitud dificulta por la poca rigidez del material y por la dificultas de la eliminación de la viruta durante el corte.
) Sierra circular para 8 aluminio. Imagen tomada del Catálogo Sierras Circulares AKE knebel
ANGULARES SIN VÁSTAGO: poseen dos filos principales los que forman un ángulo entre sí. Permiten obtener guías prismáticas, guías en ángulo o cuñas.
Frontales: permite el mecanizado de guías en ángulo a 45, 50, 55 y 60 grados. Se utilizan para el mecanizado de guías en ángulo
Prismáticas: permite el mecanizado de guías prismáticas en ángulos de 45, 60 y 90 grados.
9) Fresa angular sin vástago
frontal. Tomado del sitio web: http://www.demaquinasyherr amientas.com/mecanizado/fre sas-tipos-y-usos
) GRUPO AG&S, Fresa prismática. 10 Tomado del sitio web: http://grupoagys.com.ar/?products =fresas
CON VÁSTAGO: el vástago o mango sirve para sujeción. Se pueden utilizar con direcciones de corte y de hélices iguales u opuestas. Las fresas de corte a la derecha y hélice a la derecha o las de corte a la izquierda y hélice a la izquierda pueden salirse del husillo como consecuencia del empuje axial. Para evitar esto, el mango de la fresa va provisto de una rosca de aprieto que sirve para fijarla en el husillo. Los mangos de fresa provistos de lengüetas de arrastre no se usan generalmente nada más que para cortes ligeros.
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Cilíndricas frontales: Estas fresas permitirán el copiado, ranurado, fresado de
contornos, generar matrices, grabaciones, acabado y desbaste. De bola o punta esférica: algunas de ellas
o
son usadas para desbaste o para acabados. Además también se prestan para el fresado
11) TOOL MASTER INDIA, Fresa HSS de punta esférica. Tomado del sitio web: http://www.tool-masters.com/endmills.htm
de perfiles de formas de 3D (esculpidos) o
De punta plana: podemos realizar una gama de operaciones con este tipo de
fresas debido a su forma y versatilidad. A continuación presentamos algunas
1. Mecanizado en rampa de dos ejes: lineal 2. Mecanizado en rampa circular 3. Ampliar un agujero 4. Fresado/mecanizado en rampa circular exterior 5. Fresado en "plunge" 6.
Fresado
con
interrupciones de avance 7. Métodos de recorte 8. cerrados
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Cavidades/ángulos
12) SANDVIK Coromant, agujeros y cavidades. Tomado del sitio web: http://www.sandvik.coromant.com/eses/knowledge/milling/application_overview/holes_and_cavities/Pages/default.a spx
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En general la forma del dentado de la fresa varía según las operaciones específicas que se deseen utilizar como por ejemplo las fresas para ranuras en T y para ranuras Woodruff.
13) Clairton Industrial Tool & Supply LLC, Fresa HSS para ranuras Woodruff. Tomado del sitio web: http://www.industrial-toolsupply.com/morse-cutting/millingcutting-saws.html
14 ) GRUPO AG&S-Fresas de Acero
al Cobalto Tipo T Corte en Tres Caras DIN 851. Tomado del sitio web: http://grupoagys.com.ar/?products =fresas
Angulares: ranurado y ensambles de cola de milano (formas trapezoidales). Se utilizan en trabajos de utillaje
) FERRETERIA J.R.C. CIA. LTDA - BOGOTA, Fresas 15 angulares cola de milano .Tomado del sitio web: http://www.ferreteriajrc.com/HTML/corte.htm
DE PERFIL CONSTANTE: pueden tener o no vástago. Poseen ese nombre debido a que dejan la geometría del diente en la pieza a mecanizar. Para esto, es necesario que el perfil de los fijos permanezca inalterado a pesar de los sucesivos afilados
Destalonadas: entre las cuales encontramos las convexas y las cóncavas. Las primeras permiten ranurados semicirculares con radios de 1 a 20mm mientras que las segundas logran la obtención de superficies semicirculares con radios de 0.5 a 20mm.
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16) GRUPO AG&S, Fresas de Acero al Cobalto de Perfil Semi Circular Convexo DIN 856. Tomado del sitio web: http://grupoagys.com.ar/?products=fresas
15) GRUPO AG&S, Fresas de Acero al Cobalto de Perfil Semi Circular Concavo DIN 855. Tomado del sitio web: http://grupoagys.com.ar/?products=fres as
De módulo: son aquellas fresas de disco las que permiten el tallado de engranajes, ruedas dentadas, piñones de cadena, cremalleras, ejes dentados o tornillos sin fin. Se le llama de módulo porque se elige según el módulo del engranaje que se debe efectuar. Puesto que en las ruedas de un mismo módulo los perfiles del diente varían al variar el número de dientes
) ALIEXPRESS, HSS 17 engranaje de módulo de corte. Tomado del sitio web: http://es.aliexpress.com/ite m/HSS-Spur-Gear-Cuttermodule-1-0/930719075.html
de la rueda, para dentar ruedas es necesario tener una serie de fresas de diferente perfil.
Para
roscas:
Estas
fresas
fueron
diseñadas
originalmente para mecanizar ranuras profundas o superficiales. Si la ranura sigue un trazado helicoidal, pueden crear una rosca. 18) CATÁLOGO SANDVIK, Coromant, CoroMill® Plura. P.D8
FRESAS MADRES (Creadoras): fresa en forma de un tornillo sinfín con los dientes son rectos utilizado para el mecanizado de engranajes. Cada diente corta viruta distinta por lo tanto la vida útil de la herramienta está limitada por el corte más pesado y por la viruta más gruesa.
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19 ) SANDVIK Coromant, Tallado de engranajes. Tomado del sitio web: http://www.sandvik.coromant.com/es-
es/knowledge/milling/application_overview/gear_milling/Pages/default.aspx
COMPUESTAS (tren de fresas): Se designa con el nombre de compuestos aquellos útiles de fresar que están constituidos a base de la reunión de varias fresas. Se pueden fresar así, de una vez, perfiles de las más variadas formas. El empleo de fresas compuestas brinda multitud de posibilidades en el trabajo y ahorra el uso de fresas de forma, más caras.
) Fresa compuesta, formada a base 20 de una fresa de disco de dientes cruzados, de una fresa cilíndrica y de una fresa de forma con despulla. Imagen tomada de GERLING, Heinrich. Alrededor de las máquinasherramientas p.148
PLATOS DE CUCHILLA: Las fresas de plato son las fresas más populares en las fresadoras porque se emplean la mecanización y planeado de las caras que componen las piezas cúbicas. Estas piezas a veces son de grandes dimensiones y tienen grandes superficies que tienen que ser planeadas. Para mecanizar estas piezas de gran tamaño se utilizan fresadoras con cabezal vertical, a las cuales se les acopla una fresa de plato tan grande como sea posible para mecanizar la pieza deseada de una sola pasada. Estas fresas de plato son de plaquetas de metal duro (widia) y así permitir su reposición de una forma rápida y pueden trabajar a velocidades de corte elevadas.
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21 ) MAQUINARIA MADRID, S.A.Plato
de cuchillas 90º tipo spapgr. Tomado del sitio web: http://www.maquinariamadrid.com/ _plato_de_cuchillas_90%C2%BA_tip o_spapgr_217.html
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Las fresas frontales con dientes postizos resultan favorables para mecanizar cualquier material. Las fresas de disco con dientes postizos se utilizan para mecanizar materiales que ejercen una fuerte acción de desgaste sobre los filos, como por ejemplo la fundición de hierro con costra dura. Las fresas con filos de acero duro entran en consideración especialmente para el trabajo de materiales de difícil mecanización que ejercen sobre el filo una acción fuertemente abrasiva como por ejemplo la fundición dura, la fundición gris con costra arenosa, materiales prensados con materiales de relleno minerales, aleaciones de aluminio conteniendo silicio manganeso [5] MONTAJE DE FRESAS El montaje de fresas a la máquina requiere un gran cuidado y precisión por parte del operario. Según los casos, este montaje se efectúa sobre árboles portafresas horizontales o en mandril. MONTAJE DE FRESAS SOBRE ÁRBOL PORTAFRESAS HORIZONTAL
Las fresas cilíndricas, de disco y de forma, se fijan sobre un árbol portafresas A. El árbol se fija al husillo B mediantes un cono de ataque unificado ASME (American Society of MechanicalEngineers). El cono del árbol portafresas se introduce en el cono hueco del husillo y se sujeta mediante un tirante roscado C que atraviesa el husillo, hueco en toda su longitud. Dos dientes D de arrastre obligan a los árboles a girar conjuntamente, evitando todo posible desplazamiento. Debe enclavarse siempre la fresa en el árbol mediante la chaveta E.
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La posición deseada de la fresa se consigue mediante separadores F de caras perpendiculares al eje. Otro separador H tiene el diámetro un poco mayor que los anteriores y gira dentro de un manguito I fijado en el extremo del soporte L. Se aprieta la tuerca G después de haber fijado el soporte L.
MONTAJE DE FRESAS EN MANDRIL Cuando no se pueden montar las fresas sobre un árbol horizontal por razones de espacio o porque la fresadora de que se dispone no lo permite o es vertica l, se fijan aquéllas sobre un mandril. Constructivamente, los mandriles se diferencian según el tipo de fresa. Fresas cilíndrico-frontales Las fresas cilíndrico-frontales (1) se montan en un extremo del mandril B de forma que la lengüeta L se introduce en la ranura E. El tornillo V fija la fresa al mandril. A su vez, el mandril se introduce en el husillo C, con el que se acopla mediante un cono Morse M- M’ y se fia mediante el tirante roscado G que atraviesa todo el husillo; el mandril es obligado a girar por medio de dos planos de arrastre F.
Otras fresas cilíndrico-frontales (2) presentan dos encajes A que se acoplan a dos dientes de arrastre D del mandril B. Estas fresas se fijan mediante el tornillo V. El Fresadora I
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mandril se introduce en el husillo mediante un cono ASME-S- S’, provisto a su vez de dos dientes de arrastre T que acoplados a los respectivos acoplamientos U del mandril, lo hacen girar solidario con el husillo. Fresas de mango Las pequeñas fresas de mango cónico necesitan un mandril de reducción R en el que se introducen
con
acoplamiento
cónico M-M’’, siendo arrastradas por rozamiento. La mecha de arrastre D del cono sirve también para la extracción de la fresa. El mandril de reducción, a su vez, se introduce en el husillo M’, se sujeta mediante el tirante
roscado V y es arrastrado por medio de los planos F. ADVERTENCIAS SOBRE EL MONTAJE DE LAS FRESAS Deben observase las siguientes reglas para sujetar las fresas en la fresadora:
1. Utilizar una fresa apropiada que corresponda al diámetro del eje. Si se monta una fresa con el diámetro de su agujero superior al del árbol portafresas, lo que se puede conseguir interponiendo un casquillo de reducción, el propio árbol queda sometido a un esfuerzo excesivo que puede provocar la flexión. Como ya se ha visto, cuando se utilizan fresas helicoidales es necesario asegurarse de que el empuje de trabajo se dirija contra el husillo, o sea, contra la máquina, a fin de evitar que pueda desprenderse el árbol portafresas 2. Proteger el cabezal del husillo de fresado y los conos de los ejes de fresado para evitar daños.
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3. Limpiar todas las superficies de montaje antes de ensamblarlas. Entre las caras frontales de la fresa y los separadores no deben encontrarse cuerpos extraños, pues de otra forma el árbol puede flectar en el momento de apretar la tuerca G que sujeta los elementos montados. Además, la fresa no giraría centrada respecto a su eje. 4. Hacer girar la fresa en la dirección apropiada y protegerla de la rotura utilizando las velocidades y los avances apropiados. SENTIDO DELA HÉLICE Y SENTIDO DE ROTACIÓN EN LAS FRESAS DE DIENTES HELICOIDALES Se ha mencionado anteriormente las fresas cilíndricas que pueden tener dentado recto, con los filos dispuestos paralelamente al eje de la fresa, o bien helicoidal con los filos inclinados respecto al eje. El dentado respecto produce una superficie irregular porque los dientes entran en contacto con la pieza en toda su longitud y es difícil que trabajen simultáneamente más de dos dientes. Sobre la superficie es evidente las señales dejadas por los dientes de la fresa por otro lado el dentado helicoidal permite obtener una superficie mecanizada más regular, porque cada uno de los filos entra en contacto con la pieza gradualmente y además en las misma línea de corte actúa siempre más de un diente. SENTIDO DE LA HÉLICE El sentido de la hélice de una fresa helicoidal es derecho o izquierdo observado desde una de sus caras, los dientes se alejan del observador girando en el sentido de las agujas del reloj (dextrorsum), hélice a la derecha o en sentido opuesto hélice a la izquierda (sinextrorsum)
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SENTIDO DE ROTACIÓN El sentido de rotación de la fresa puede ser a la derecha o a la izquierda. Se dice que el sentido de rotación es a la derecha cuando el observador colocado delante de la fresadora ve los dientes inferiores de la fresa, los que están en contacto con la pieza que se mecaniza, moverse de izquierda a derecha.
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FORMA GEOMETRICA DE LOS FILOS La forma geométrica de los filos de la fresa queda definida, al igual que en todas las herramientas que trabajan con arranque de virutas, por los tres ángulos fundamentales formados por las caras A y P, que delimitan el filo: Ángulos de incidencia
Angulo de filo Angulo de desprendimiento Para las fresas con dentado helicoidal se considera también el ángulo , que mide la inclinación del filo respecto al eje de fresa.
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Designación de fresas Para determinar el sentido de una herramienta, se coloca ésta con la parte activa hacia abajo delante del observador, si la arista principal de corte esta a la derecha, la herramienta se dice que es a derechas y a izquierdas si al contrario. Puede venir marcado con las letras R (derecha) o L (izquierda) Para denominar una fresa, por ejemplo en un pedido comercial, se hace como ya se indicó con anterioridad.
Fresa: DIN 845B - R - N - 20 - R2
Forma de fresa_______________/ Sentido de corte____________________/ Elaboración_______________________________/ Dimensiones____________________________________/ Calidad_______________________________________________/ PARÁMETROS GENERALES DE SELECCIÓN
NÚMERO DE DIENTES
Cuando se mecaniza aluminio se utiliza generalmente un diente. Si se tiene que realizar un chavetero en acero, donde se precisa taladrar con la misma fresa y un alojamiento de viruta bueno, se utilizará fresa de dos dientes. Para los perfilados o contorneados, cuatro dientes. En los acabados, de seis a ocho dientes. También se tienen fresas con el filo de corte hasta el centro, las cuales permiten hacer mecanizados en penetración sin ningún agujero previo.
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ÁNGULO DE LA HÉLICE
Cuanto mayor sea el ángulo de la hélice, el acabado a obtener será mejor. Por lo tanto, para acabados, ángulos de hélice grandes y, para desbaste y materiales no férreos ángulos pequeños. Un ángulo de hélice de 40º con un gran ángulo de desprendimiento, es muy adecuado para el mecanizado de aceros inoxidables, aceros y materiales pegajosos bajos en carbono. Mientras para mecanizado de ranuras en general es adecuado un ángulo de 30º.
PERFIL DE LA HÉLICE
Se tiene tres tipos de perfiles de hélice:
el perfil recto, el cual es liso a lo largo del diente y es utilizado principalmente para acabados.
el perfil plano, para semidesbastes.
y el perfil redondo, utilizado generalmente para desbastes.
Aunque cada vez se construyen herramientas más versátiles, como norma general, se puede decir que para conseguir un corte suave se debe de aumentar el número de dientes y el ángulo de la hélice, y el perfil de la hélice debe ser recto. Fresadora I
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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS [6] Para la adquisición de una fresadora y para realizar trabajos con ella, se deben tener en cuenta varias características técnicas de la misma. Por ejemplo el tamaño de las piezas a mecanizar está limitado por las dimensiones de la superficie de la mesa y los recorridos de los elementos móviles. Todo dependerá de las operaciones que nosotros realicemos, puede ser necesaria la posibilidad de controlar varios ejes a la vez, como los proporcionados por mesas giratorias o por cabezales divisores, o incluso controlar estos ejes de forma automática por CNC, por ejemplo para realizar contorneados. En función del material de la pieza, de las herramientas de corte y de las tolerancias de fabricación requeridas, es necesario utilizar velocidades de corte y de avance diferentes, lo cual puede hacer necesaria la posibilidad de operar con gamas de velocidades, con velocidades máximas y potencias suficientes para lograr flexibilidad en el sistema de producción. Los dispositivos electrónicos de control, desde la visualización de cotas hasta el control numérico, permiten aumentar la productividady la precisión del proceso productivo. Además, una fresadora debe tener dispositivos de seguridad, como botones de parada de emergencia (coloquialmente conocidos como setas de emergencia), dispositivo de seguridad contra sobrecargas (que consiste; bien en un embrague automático que desacopla el movimiento de la herramienta cuando se alcanza un límite de fricción o se vence la acción de unos muelles; o bien en un sistema electrónico) y pantallas de protección contra la proyección de virutas o partes de la pieza o la herramienta de corte.
ANEXOS Normas de seguridad 1. los interruptores y mandos de marcha deben asegurarse para que no sean accionados involuntariamente. 2. Los engranajes, las poleas, cardanes u otro material que este expuesto deben estar protegidos por cubiertas. 3. Las mediciones de ajuste, comprobaciones u otros deberán hacerse con la fresadora parada. 4. Las virutas del proceso de mecanización nunca deben retirarse con las manos Fresadora I
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5. Las virutas secas deberán retirarse con un cepillo 6. Es muy peligroso trabajar con la fresadora con anillos pulseras relojes se deberán evitar usar cualquiera de estos artículos o similares al operar la maquina Equipos de protección Gafas o Pantallas de protección
Deben utilizarse gafas o pantallas contra impactos , sobre todo cuando se mecaniza metales duros , frágiles o quebradizos, debido al peligro que representan para os ojos
Si a pesar de todo se introduce una viruta en el ojo se recomienda lavar el ojo con abundante agua y cubrirlo con una gaza fija para luego acudir al medico.
CALZADO O ZAPATILLAS DE PROTECCIÓN
Se debe llevar ropa bien ajustada .Las mangas deben ceñirse a las muñecas , con elásticos en vez de botones o arremangadas hacia adentro Se usará calzado de seguridad que proteja contra cortes y pinchazos
ANTES DEL FRESADO DURANTE DEL FRESADO La mordaza, plato divisor o dispositivo de Deben mantenerse las manos alejadas de sujeción de piezas de que se trate , este la fresa que gira fuertemente anclado a la mesa fresadora La pieza a trabajar este conectada y Las manos no deben apoyarse la mesa firmemente sujeta al dispositivo de sujeción fresadora La fresa este colocada en el eje del cabezal Al manipular las fresas estas se deben y firmemente sujeta manipular con precaución ya que son herramientas cortantes La mesa no debe encontrar obstáculos en su camino La carcasa de protección de las poleas , engranajes y eje de cabezal este en su sitio y bien fijadas Proteger la fresa con una cubierta que evite el contacto accidental con la fresa
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