Son herramientas que se utilizan para la mecanización de piezas con arranque de viruta. Existe una gran variedad de fresadoras adaptadas a distintos requerimientos. Las fresadoras son máquinas empleadas para mecanizar el arranque de viruta con el movimiento de una fresa (elemento rotativo con varios filos de corte). La fresadora primitiva trabajaba por acercamiento de la pieza a mecanizar, lo que permitía lograr distintas formas (superficies planas u otras complejas).
En la actualidad, estas herramientas permiten realizar gran variedad de mecanizados. Existe una multiplicidad de fresadoras que se diferencian según el sector industrial. Estas herramientas permiten obtener una diversidad de de mecanizados que cumplen con estándares de calidad rigurosos, lo que hace necesario su manejo por parte de personal calificado. El uso de estas herramientas requiere de condiciones de trabajo especiales para preservar la seguridad y salud de los operarios y del equipo, ya que poseen elementos cortantes móviles y la refrigeración y lubricación se realiza empleando productos tóxicos.
FUERZAS DE CORTE PRINCIPAL
Al cortar, en el proceso de torneado, la fuerza R, que se denomina fuerza resultante de corte y que es necesaria para separar la capa de material trabajado, es aplicado al filo a cierto ángulo, que depende, en lo esencial, de la calidad del material a trabajar, de los regímenes de corte y de la configuración geométrica de la cuchilla.
Al trabajar en los tronos con cuchillas para cilindrar, la resultante de corte R puede ser descompuesta en tres componentes: fuerza tangencial de corte Fz y dos horizontales, el de avance Fx, que es paralelo al avance y otro radial de corte Fy, que es perpendicular el avance de la cuchilla (figura 5).
Basándose en la fuerza tangencial de corte Fz, se calcula la resistencia de todos los elementos de la cuchilla y otras piezas de la maquina herramienta, se determina el momento de torsión y la potencia requerida para hacer girar la pieza y el eje del cabezal del torno.
A partir de la fuerza radial de corte Fy y de la fuerza tangencial Fz, se calcula la flexión de la pieza a trabajar, lo que condiciona la precisión en la elaboración de las piezas, así como la determinación de la solidez de las piezas de la máquina de la cuchilla.
A partir de la fuerza de avance Fx y de la fuerza de rozamiento, que son originados por las fuerzas Fz y Fy y por el pero del soporte, sa calcula la solidez de las piezas del mecanismo de avance de la maquina y la de los elementos de la cuchilla, así como se determina la potencia necesaria para hacer avanzar la cuchilla.
EN LOS FRESADOS TIPOS CILÍNDRICOS
CILÍNDRICO EN CONCORDANCIA
En el fresado inverso el máximo grosor de la viruta se encuentra al inicio del corte. El avance y la velocidad rotación de la herramienta tienen el mismo sentido.
Pros:
• Disminución de la componente de las fuerzas de corte en la sujeción de la pieza de trabajo, particularmente en las partes delgadas.
• Fácil disposición de la viruta – la viruta cae detrás de la fresa.
• Menos desgaste – incremento de la vida de la herramienta en un 50%.
• Mejora del acabado superficial – menos viruta arrastrada por diente.
• Se requiere menos potencia – pueden usarse fresas con un gran ángulo.
• El fresado inverso ejerce menos fuerzas en la pieza de trabajo – elementos más simples y menos costosos.
Cons:
• Debido al alto resultado de las fuerzas de impacto cuando el diente establece contacto con la pieza de trabajo, esta operación debe tener una configuración rígida, y la violenta reacción debe ser eliminada con el avance del mecanismo.
• El fresado inverso no es apropiado para piezas de trabajo que tienen un escalado, ni en metales con una alta generación de temperatura en el trabajo, como fundiciones y metales forjados. El escalonado de la pieza de trabajo hace que la operación sea dura y abrasiva, causando un desgaste y un daño excesivo en los dientes de la fresa, provocando así una disminución de la vida de la herramienta.
FUERZA DE AVANCE EN EL FRESADO TIPO FRONTAL
Las fuerzas actuantes sobre la herramienta de corte son: la fuerza tangencial (FT), también es llamada Fuerza principal de corte (FC) por ser la mayor de las tres, va en la dirección de la velocidad de corte (hacia abajo) paralela al eje Y, es la resistencia que opone el material a ser cortado al desplazarse o girar la herramienta o la pieza de trabajo, y como va en la misma dirección de la velocidad de corte es utilizada para determinar la potencia consumida durante la operación de mecanizado. La fuerza axial (FA), también llamada fuerza de avance, se opone al movimiento de avance de la herramienta sobre la pieza de trabajo y es dirigida en dirección paralela a la línea central de la pieza(paralela al eje X).
VELOCIDADES DE CORTE
VELOCIDADES DE AVANCE
Es un término utilizado en la tecnología de fabricación. Es la velocidad relativa instantánea con la que una herramienta (en máquinas tales como máquinas de fresado, máquinas de escariar , tornos ) se enfrenta el material para ser eliminado, es decir, la velocidad del movimiento de corte.
Se calcula a partir de la trayectoria recorrida por la herramienta o la pieza de trabajo en la dirección de alimentación en un minuto. Se expresa en metros al minuto.
POTENCIAS DE CORTE PRESENTES EN EL FRESADO COMO:
POTENCIA DE CORTE PRINCIPAL
Se define como velocidad de corte la velocidad lineal de la periferia de la pieza que está en contacto con la herramienta. La velocidad de corte, que se expresa en metros por minuto (m/min), tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de herramienta que se utilice, de la profundidad de pasada, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice y de la velocidad de avance empleada. Las limitaciones principales de la máquina son su gama de velocidades, la potencia de los motores y de la rigidez de la fijación de la pieza y de la herramienta.
A partir de la determinación de la velocidad de corte se puede determinar las revoluciones por minuto que tendrá el cabezal del torno, según la siguiente fórmula:
POTENCIA DE AVANCE
El avance o velocidad de avance en el torneado es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance de la herramienta de corte es un factor muy importante en el proceso de torneado.
Cada herramienta puede cortar adecuadamente en un rango de velocidades de avance por cada revolución de la pieza , denominado avance por revolución (fz). Este rango depende fundamentalmente del diámetro de la pieza , de la profundidad de pasada , y de la calidad de la herramienta . Este rango de velocidades se determina experimentalmente y se encuentra en los catálogos de los fabricantes de herramientas. Además esta velocidad está limitada por las rigideces de las sujeciones de la pieza y de la herramienta y por la potencia del motor de avance de la máquina. El grosor máximo de viruta en mm es el indicador de limitación más importante para una herramienta. El filo de corte de las herramientas se prueba para que tenga un valor determinado entre un mínimo y un máximo de grosor de la viruta.
La velocidad de avance es el producto del avance por revolución por la velocidad de rotación de la pieza.
DIFERENTES HERRAMIENTAS EMPLEADAS SEGÚN LA OPERACIÓN A REALIZAR
DIÁMETROS DE LAS FRESAS
Las herramientas de corte más utilizadas en una fresadora se denominan fresas, aunque también pueden utilizarse otras herramientas para realizar operaciones diferentes al fresado, como brocas para taladrar o escariadores. Las fresas son herramientas de corte de forma, material y dimensiones muy variadas de acuerdo con el tipo de fresado que se quiera realizar. Una fresa está determinada por su diámetro, su forma, material constituyente, números de labios o dientes que tenga y el sistema de sujeción a la máquina.Es una herramienta circular, de corte múltiple, usada en máquinas fresadoras para el mecanizado de piezas. Los dientes cortantes de las fresas pueden ser rectilíneos o helicoidales, y de perfil recto o formando un ángulo determinado.Las fresas para mecanizados de grandes series, y materiales duros, llevan incorporadas plaquetas de metal duro (widia), o de metal cerámica (cermet) que se fijan mediante tornillos de apriete sobre los discos de las fresas.
TIPOS DE FRESAS MATERIALES A SER MECANIZADOS, TALES COMO:
Fundiciones ACERO Una vez que el mineral ha sido extraído del lingote de La fundición es un hierro que tiene grandes hierro, un proceso adicional es llevado sobre el lingote. cantidades de carbono (2.1%~6.7%).
El hierro que Este proceso adicional es llevado para remover ciertas contiene grandes cantidades de carbono se funde a impurezas y gases del mismo. Las impurezas removidas aproximadamente 1400ºC y puede ser vertido sobre comprenden desde cantidades excesivas de carbono (C), moldes y moldeado con una facilidad relativa. silicio (Si), fósforo (P), sulfuro (S) y gases como oxígeno (O) Sin embargo, la fundición a veces no tiene suficiente y nitrógeno (N).
Una vez que este proceso ha sido fuerza dúctil y tenacidad. Hay ciertos tipos de completado el producto final es "acero". Igualmente fundiciones que si tienen la ductibilidad necesaria. Las recuerde que en el grupo de los aceros hay variaciones mismas son conocidas como "fundiciones de grafito basadas en la composición química. Los grupos principales esferoidal" y "fundiciones nodulares". son acero al carbono, acero aleado, acero de herramienta y acero general.
Aleaciones Aluminio Aleación de titanio Aleación de cobalto
El aluminio es el segundo metal más utilizado (el La aleación de titanio posee una resistencia acero es el primero). Este es un nuevo metal y sus La aleación de cobalto es raramente superior a la corrosión. La aleación de-aplicaciones aún siguen siendo desarrolladas. utilizada. El cobalto es a menudo agregado. El aluminio es conocido por su bajo peso. También es titanio tiene una gravedad baja pero gran como elemento para una aleación en llamado "metal liviano".
VELOCIDADES ANGULARES (RPM)
Una revolución por minuto es una unidad Par principal de corte de frecuencia que se usa también para expresar velocidad angular. En este contexto, se indica el número de rotaciones completadas cada minuto por un cuerpo que gira alrededor de un eje. La aproximación depende, por ejemplo, de la capacidadA veces se utiliza el término régimen de giro para de la máquina, de la clase de trabajo y de la posibilidad de sujeción de la pieza.
Así, por ejemplo, en el fresado referirse a la velocidad de giro expresada en con fresas de disco se elige un gran espesor de viruta y revoluciones por minuto y no confundirse con un avance pequeño (marcha tranquila de la máquina),la velocidad angular expresada en radianes por en el fresado de chaveteros, por el contrario, son más segundo ventajosas las aproximaciones pequeñas y los grandes avances.
En general, al fresar no deberá elegirse una aproximación demasiado grande. Es ventajoso y económico fresar grandes cantidades de material de varios cortes pero con avance grande.
PAR PRINCIPAL DE CORTE
Al cortar, en el proceso de torneado, la fuerza R, que se denomina fuerza resultante de corte y que es necesaria para separar la capa de material trabajado, es aplicado al filo a cierto ángulo, que depende, en lo esencial, de la calidad del material a trabajar, de los regímenes de corte y de la configuración geométrica de la cuchilla.
Al trabajar en los tronos con cuchillas para cilindrar, la resultante de corte R puede ser descompuesta en tres componentes: fuerza tangencial de corte Fz y dos horizontales, el de avance Fx, que es paralelo al avance y otro radial de corte Fy, que es perpendicular el avance de la cuchilla
CÁLCULO DE EFICIENCIAS EN LAS MÁQUINAS HERRAMIENTAS TIEMPO DE FABRICACIÓN DE CORTE
Cálculo de Tiempo Normal
La longitud del estudio de tiempos dependerá en gran parte de la naturaleza de la operación individual. El número de ciclos que deberá observarse para obtener un tiempo medio representativo de una operación determinada depende de los siguientes procedimientos:
Por fórmulas estadísticas.
Por medio del ábaco de Lifson.
Por medio del criterio de las tablas Westinghouse.
Por medio del criterio de la General Electric.
Estos procedimientos se aplican cuando se pueden realizar gran número de observaciones, pues cuando el número de éstas es limitado y pequeño, se utiliza para el cálculo del tiempo normal representativo la medida aritmética de las mediciones efectuadas
.
USO DE TABLAS
utilizan, las fórmulas y tablas matemáticas que deben aplicarse para el cálculo de engranaje, así como los tipos de lubricantes-refrigerantes que se deben utilizar durante el fresado.
ÁNGULOS PRINCIPALES DE CORTE EN HERRAMIENTAS MONOCORTE Y OTRAS VARIABLES DE INTERÉS
Cuando el ángulo de posición es grande, la anchura de viruta es pequeña y la presión o fuerza de corte principal se reparte sobre un pequeño trozo de cuchilla, la cuchilla sufre en este caso un trabajo muy fuerte y dura poco. Un ángulo pequeño de posición da lugar para la misma profundidad o espesor de viruta, a que ésta sea ancha, con lo cual la vida de la cuchilla resulta mayor. En el caso mas general el ángulo de posición suele ser de 45°.
Una ángulo de posición pequeño da lugar a una fuerza de reacción grande que tiene como consecuencia un esfuerzo de flexión cuando la pieza que se tornea es larga y delgada. Cuando el ángulo de posición es grande, el esfuerzo de reacción es menor y el peligro de flexión también lo es.
El espesor de la capa de material que esta siendo removida por un filo en un punto seleccionado, conocido como espesor de la viruta no deformada Ac, afecta significativamente la potencia requerida para realizar la operación. Esta dimensión debe ser medida en un plano normal tanto al filo como a la dirección del corte resultante. Sin embargo, para fines prácticos dado que la eficiencia es pequeña, Ac puede medirse normal a la dirección del movimiento principal así Ac esta dado por Af.senKf.
El ángulo de posición utilizado en este experimento fue de 85°.
Como usar una fresadora industrial:
