FRESADORA UNIVERSAL
El fresado consiste principalmente en el corte del
material que se mecaniza con una herramienta rotativa de varios filos, que se
llaman dientes, labios o plaquitas de metal duro, que ejecuta movimientos en
casi cualquier dirección de los tres ejes posibles en los que se puede
desplazar la mesa donde va fijada la pieza que se mecaniza.
Con el uso creciente de las fresadoras de control
numérico están aumentando las operaciones de fresado que se pueden realizar con
este tipo de máquinas, siendo así que el fresado se ha convertido en un método
polivalente de mecanizado. El desarrollo de las herramientas ha contribuido
también a crear nuevas posibilidades de fresado además de incrementar de forma
considerable la productividad, la calidad y exactitud de las operaciones
realizadas.
PARTES
Los componentes principales de una fresadora son la base,
el cuerpo, la consola, el carro, la mesa, el puente y el eje de la herramienta.
La base permite un apoyo correcto de la fresadora en el suelo. El cuerpo o
bastidor tiene forma de columna y se apoya sobre la base o ambas forman parte
de la misma pieza.
CARACTERÍSTICAS
Las principales características de una fresadora son:
1.- POTENCIA: Cuando lo que se desea fresar es blando como aglomerados
y maderas blandas se utiliza aproximadamente una potencia de 500 w y cuando se
fresan otros materiales como por ejemplo maderas duras, plásticos, acrílicos,
pladur, etc., será necesaria una potencia de más de 800 w.
2.- VELOCIDAD. Es importante que tengan regulación electrónica de
velocidad o por lo menos varias velocidades, para adaptar ésta al tipo y dureza
del material que estemos trabajando. La velocidad máxima debe ser como mínimo
de unas 22,000 r.p.m.
3.- LONGITUD DE
CARRERA. O lo que es lo mismo, la profundidad
de corte. Es muy importante escoger una máquina que tenga una profundidad de
corte máxima acorde con los trabajos que vayamos a realizar. Esta profundidad
de corte máxima debe ser de al menos 40 mm, llegando algunas máquinas hasta los
65 mm. La guía de profundidad debe tener un buen ajuste. Algunas máquinas
vienen con reloj comparador o reglaje micrométrico para ajustes muy finos de
profundidad.
4.- DIÁMETRO DE LA
PINZA. Es muy recomendable que tenga pinzas
de 6 y 8 mm para poder adaptar un mayor número de fresas. Para trabajos
mayores, también las hay con pinza de 12 mm. Para este último caso la fresadora
debe tener unos 1400 w de potencia por lo menos.
5.- PESO. Cuanto menos peso, más manejable será la máquina, y
cuanto más peso, más estable. Para bricolaje es recomendable un peso contenido,
entre 2 y 4 Kg aproximadamente.
6.- ACCESORIOS. La guía paralela es imprescindible, y normalmente la
traen de serie. Otros accesorios interesantes pueden ser: el casquillo copiador
o guía para plantillas (para hacer formas curvas), la guía para hacer círculos,
la aspiración de polvo, etc. Otras características como la facilidad de manejo,
la comodidad o la suavidad del motor sólo se pueden comparar con la máquina en
marcha. Algunas fresadoras son convertibles en amoladoras cambiando la base y
acoplándole el disco de amolar. Importante también es la marca, no solo por fiabilidad
y garantía, sino por el servicio post-venta.
APARATO DIVISOR
Cabezal Universal Divisor, componente de la fresadora,
encargado de hacer la división de la trayectoria circular del trabajo y sujetar
el material que se trabaja. Constitución, funcionamiento, montaje, ventajas,
mantenimiento, métodos de aplicación: División directa, División indirecta,
División angular, División diferencial, Fresado de ranuras espirales.
MOVIMIENTOS DE LA FRESADORA
El principal movimiento de la herramienta es el giro
sobre su eje. En algunas fresadoras también es posible variar la inclinación de
la herramienta o incluso prolongar su posición a lo largo de su eje de giro. En
las fresadoras de puente móvil todos los movimientos los realiza la herramienta
mientras la pieza permanece inmóvil.
MOVIMIENTOS DE LA
MESA
La mesa de trabajo se puede desplazar de forma manual o
automática con velocidades de avance de mecanizado o con velocidades de avance
rápido en vacío. Para ello cuenta con una caja de avances expresados de
mm/minuto, donde es posible seleccionar el avance de trabajo adecuado a las
condiciones tecnológicas del mecanizado.
- Movimiento longitudinal: según el eje X, que corresponde habitualmente al movimiento de trabajo. Para facilitar la sujeción de las piezas la mesa está dotada de unas ranuras en forma de T para permitir la fijación de mordazas u otros elementos de sujeción de las piezas y además puede inclinarse para el tallado de ángulos. Esta mesa puede avanzar de forma automática de acuerdo con las condiciones de corte que permita el mecanizado.
- Movimiento transversal: según el eje Y, que corresponde al desplazamiento transversal de la mesa de trabajo. Se utiliza básicamente para posicionar la herramienta de fresar en la posición correcta.
- Movimiento vertical:
según el eje Z, que corresponde al desplazamiento vertical de la mesa de
trabajo. Con el desplazamiento de este eje se establece la profundidad de
corte del fresado.
- Giro respecto a un eje longitudinal: según el grado de libertad U. Se obtiene con un cabezal divisor o con una mesa oscilante.
- Giro respecto a un
eje vertical: según el grado de libertad W. En algunas fresadoras se puede
girar la mesa 45º a cada lado, en otras la mesa puede dar vueltas
completas.
SENTIDO DE ROTACIÓN
Para el sentido de rotación es necesario trabajar con el
fresado hacia abajo (también llamado fresado a favor), la herramienta de
mecanizado avanza en el mismo sentido que la rotación. Es preferible el fresado
hacia abajo siempre que máquina-herramienta, fijación y pieza lo permitan. Durante
el fresado hacia abajo periférico, el espesor de la viruta se reduce
gradualmente a partir del inicio del corte hasta alcanzar el valor cero al
final del corte. Esto evita el frotamiento y bruñido del filo contra la superficie
antes de iniciar el corte. El gran espesor de la viruta es una ventaja y las
fuerzas de corte tienden a empujar la pieza hacia la fresa, manteniendo el filo
en el corte. Excepciones, casos en los que es preferible el fresado hacia
arriba, Sin embargo, a medida que la fresa tiende a empujar hacia la pieza, la
máquina debe hacer frente al movimiento de la mesa y que ésta no tenga juegos
ni holguras.
Si la herramienta empuja la pieza hacia dentro, el avance
aumenta de forma imprevista, lo que puede dar lugar a un espesor excesivo de la
viruta y a la rotura del filo. El fresado hacia arriba puede presentar ventajas
cuando tienen lugar grandes variaciones de las cargas de trabajo
OPERACIONES
PRINCIPALES DE LA FRESADORA
-Corte: Una de las operaciones iniciales de mecanizado que hay
que realizar consiste muchas veces en cortar las piezas a la longitud
determinada partiendo de barras y perfiles comerciales de una longitud mayor.
Para el corte industrial de piezas se utilizan indistintamente sierras de cinta
o fresadoras equipadas con fresas cilíndricas de corte. Lo significativo de las
fresas de corte es que pueden ser de acero rápido o de metal duro. Se
caracterizan por ser muy delgadas (del orden de 3 mm aunque puede variar),
tener un diámetro grande y un dentado muy fino. Se utilizan fresas de disco
relativamente poco espesor (de 0,5 a 6 mm) y hasta 300 mm de diámetro con las
superficies laterales retranqueadas para evitar el rozamiento de estas con la
pieza.
-Ranurado recto: Para el fresado
de ranuras rectas se utilizan generalmente fresas cilíndricas con la anchura de
la ranura y, a menudo, se montan varias fresas en el eje porta fresas
permitiendo aumentar la productividad de mecanizado. Al montaje de varias
fresas cilíndricas se le denomina tren de fresas o fresas compuestas. Las
fresas cilíndricas se caracterizan por tener tres aristas de corte: la frontal
y las dos laterales. En la mayoría de las aplicaciones se utilizan fresas de
acero rápido ya que las de metal duro son muy caras y por lo tanto solo se
emplean en producciones muy grandes.
- Ranurado de forma: Se utilizan fresas de la forma
adecuada a la ranura, que puede ser en forma de T, de cola de milano, etc.
- Ranurado de chaveteros: Se utilizan fresas cilíndricas con mango, conocidas
en el argot como bailarinas, con las que se puede avanzar el corte tanto
en dirección perpendicular a su eje como paralela a este.
- Copiado:
Para el fresado en copiado se utilizan fresas con plaquitas de perfil
redondo a fin de poder realizar operaciones de mecanizado en orografías y
perfiles de caras cambiantes. Existen dos tipos de fresas de copiar: las
de perfil de media bola y las de canto redondo o tóricas.
- Fresado de cavidades: En este tipo de operaciones es recomendable
realizar un taladro previo y a partir del mismo y con fresas adecuadas
abordar el mecanizado de la cavidad teniendo en cuenta que los radios de
la cavidad deben ser al menos un 15% superior al radio de la fresa.
- Torno-fresado: Este tipo de mecanizado utiliza la interpolación circular en
fresadoras de control numérico y sirve tanto para el torneado de agujeros
de precisión como para el torneado exterior. El proceso combina la
rotación de la pieza y de la herramienta de fresar siendo posible
conseguir una superficie de revolución. Esta superficie puede ser
concéntrica respecto a la línea central de rotación de la pieza. Si se
desplaza la fresa hacia arriba o hacia abajo coordinadamente con el giro
de la pieza pueden obtenerse geometrías excéntricas, como el de una leva,
o incluso el de un árbol de levas o un cigüeñal. Con el desplazamiento
axial es posible alcanzar la longitud requerida.
- Fresado de roscas: El fresado de roscas requiere
una fresadora capaz de realizar interpolación helicoidal simultánea en dos
grados de libertad: la rotación de la pieza respecto al eje de la hélice
de la rosca y la traslación de la pieza en la dirección de dicho eje. El
perfil de los filos de corte de la fresa debe ser adecuados al tipo de
rosca que se mecanice.
- Fresado frontal:
Consiste en el
fresado que se realiza con fresas helicoidales cilíndricas que atacan
frontalmente la operación de fresado. En las fresadoras de control
numérico se utilizan cada vez más fresas de metal duro totalmente
integrales que permiten trabajar a velocidades muy altas.
- Fresado de engranajes: El fresado de engranajes apenas se realiza ya en
fresadoras universales mediante el plato divisor, sino que se hacen en
máquinas especiales llamadas talladoras de engranajes y con el uso de
fresas especiales del módulo de diente adecuado.
- Taladrado, escariado y mandrinado: Estas
operaciones se realizan habitualmente en las fresadoras de control
numérico dotadas de un almacén de herramientas y utilizando las
herramientas adecuadas para cada caso.
- Mortajado:
Consiste en mecanizar chaveteros en los agujeros, para lo cual se utilizan
brochadoras o bien un accesorio especial que se acopla al cabezal de las
fresadoras universales y transforma el movimiento de rotación en un
movimiento vertical alternativo.
- Fresado en rampa: Es un tipo de fresado habitual en el mecanizado de moldes que se
realiza con fresadoras copiadoras o con fresadoras de control numérico
RECTIFICADO
La posibilidad de automatizar esta operación puede
suponer una ventaja importante tanto desde el punto de vista productivo como de
calidad de las piezas mecanizadas. Con este desarrollo se pretende realizar
operaciones de rectificado en la misma fresadora, a fin de reducir el tiempo de
pulido manual de los moldes con el consiguiente ahorro tanto económico como en
el tiempo necesario para obtener la pieza
PARTES
Las piezas mecanizadas con este tipo de rectificadoras
son, por ejemplo, cojinetes, matrices, guías, placas, aros o segmentos de pistón,
moldes, pines y perfiles para utillajes. Las dimensiones de las piezas pueden
variar entre 40 cm y 6 metros de largo, y entre 70-80 cm y 1 metro de largo, lo
que da una idea de las dimensiones y solidez de las máquinas.
TIPOS
Las máquinas empleadas en el rectificado se conocen como
rectificadoras y puesto que existen varios tipos distintos de rectificado la
industria también cuenta con la correspondiente multiplicidad de
rectificadoras. En este artículo vamos a citar únicamente los tipos
principales.
1) Rectificadoras planas o de superficie
Estas máquinas son las que presentan el manejo más
sencillo, ya que constan solamente de un carro longitudinal que otorga el
movimiento de translación a la pieza y la muela, que imprime el movimiento de
rotación. Se distinguen dos subtipos según la posición de la muela:
a) Rectificadoras frontales: la muela gira sobre un
husillo vertical, trabaja plana contra la pieza y se desplaza con un movimiento
rectilíneo. Se utilizan generalmente para la eliminación rápida del material,
aunque algunas máquinas pueden lograr una elevada precisión.
b) Rectificadoras tangenciales: la muela gira sobre un
husillo horizontal, trabaja de canto sobre la pieza y se desplaza con un
movimiento circular y pendular. Se utilizan para trabajos de alta precisión en
superficies planas sencillas, superficies abocinadas o inclinadas, ranuras,
superficies planas próximas a hombros, superficies empotradas y perfiles.
Como lo implica su nombre, estas rectificadoras se
emplean para piezas planas, generalmente mecanizadas en otras máquinas del
taller, como tornos, fresadoras y limadoras. Las piezas fijan a la mesa
mediante una placa de sujeción magnética y se pueden mover manual o
mecánicamente bajo la muela abrasiva. La máquina está provista de una bomba
interna y una red de tubos para la aplicación y recirculación automática de un
líquido refrigerante para la pieza y la muela.
2) Rectificadoras cilíndricas
La rectificadora cilíndrica puede funcionar de una
variedad de formas, sin embargo, la pieza debe tener un eje central de
rotación. Esto incluye pero no se limita a las formas tales como un cilindro,
un cono, una elipse, una leva o un cigüeñal. También se distinguen varios
subtipos:
a) Rectificadoras cilíndricas externas: el rectificado se
realiza en la superficie externa de una pieza entre centros, los cuales
permiten la rotación de la misma. A su vez, la muela también gira en la misma
dirección cuando entra en contacto con la pieza.
b) Rectificadoras cilíndricas internas: el rectificado se
realiza en el interior de una pieza. La muela abrasiva es siempre menor que el
ancho de la pieza. Un anillo metálico sostiene a la pieza, imprimiéndole el
movimiento
c) Rectificadoras sin centros: este tipo de máquinas
rectifican piezas cilíndricas de dimensiones pequeñas, como casquillos, bulones
o pasadores. El mecanismo consta de dos muelas que giran en el mismo sentido,
entre medio de las cuales se coloca la pieza, sin sujeción (por eso el
mecanismo se denomina “sin centros”) que gira en sentido opuesto al de las muelas,
impulsada por el movimiento de la muela de arrastre, que está inclinada un
cierto ángulo de entre 1 y 5 grados, dependiendo de la dureza del material a
rectificar y del diámetro de la pieza. La figura de abajo muestra un esquema
del proceso.
CARACTERÍSTICAS
Las piezas que se rectifican son principalmente de acero
endurecido mediante tratamiento térmico. Para el rectificado se utilizan discos
abrasivos robustos, llamados muelas. El rectificado se aplica después de que la
pieza se ha sometido a otras máquinas herramientas que le han quitado las
impurezas mayores, dejando solamente un pequeño excedente de material para ser
eliminado por la rectificadora con precisión. A veces, a una operación de
rectificado le siguen otras de pulido y lapeado, como por ejemplo en la
fabricación de cristales para lentes
HERRAMIENTAS
La rectificadora es una máquina herramienta, utilizada
para realizar mecanizados por abrasión, con mayor precisión dimensional y
menores rugosidades que en el mecanizado por arranque de viruta.
FLUIDOS UTILIZADOS
Para el rectificado y el fresado se pueden utilizar
diversos fluidos los cuales se mencionan algunos:
-RIETANOLAMINAS: Inhibidor de corrosión.
-PROPILENGLICOL.:
Base en fluidos sintéticos
-CROMO Y CROMATOS: Provienen del metal cortado Alérgico
-PARAFINAS CLORADAS: Aditivos e.p.
-CINC: Aditivos anti-desgaste
-AMINAS GRASAS:
Inhibidores de corrosión
-DE BORO: Aditivos anti-desarrollo.
-NITRITOS: Aditivos anticorrosión.
