Ingeniera IndustrialMaquinas Herramientas: FresadoraMarco Espinosa Diego Godoy Edwin Nieto Marco Paredes G. Octubre 2011

FresadoraHISTORIALa primera mquina de fresar se construy en 1818 y fue diseada por estadounidense Eli Whitney con el fin de agilizar la construccin de fusiles en la ciudad de Connecticut. En la dcada de 1830, Con el transcurso de los aos han surgido sistemas de control cada vez mas automatizados que han permitido fabricar piezas de diferentes formas a adems de complejas es as como en el momento podemos contar con fresadoras de control numrico NC, o de control numrico con computadora (CNC).

GENERALIDADES DE LA MQUINA FRESADORA Es una de las mquinas herramientas msverstiles, tiles y de gran precisin en los sistemas de manufactura. La fresadora es una mquina que se encuentra dotada de una herramientas llamadas fresas que animada de un movimiento continuo de rotacin mecaniza superficies y cuerpos prismticos que se desplazan con movimiento rectilneo.

Movimientos de la FresadoraMovimientos bsicos de fresado. 1.- Fresado frontal 2.- Fresado frontal y tangencial 3.- Fresado tangencial en oposicin. 4.- Fresado tangencial en concordancia.

Movimientos de la herramienta El principal movimiento de la herramienta es el giro sobre su eje. Movimientos de la mesa Movimiento longitudinal (X) Movimiento transversal (Y) Movimiento vertical (Z)

Movimiento relativo entre pieza y herramienta El movimiento relativo entre la pieza y la herramienta puede clasificarse en tres tipos bsicos: El movimiento de corte El movimiento de avance El movimiento de profundizacin de perforacin o de profundidad de pasada Caractersticas tcnicas de la fresadora. Caractersticas generales: Clase de fresadora: vertical, horizontal, universal,... Naturaleza del cabezal: birrotativo. Columna: de guas rectangulares. Caractersticas de capacidad: Superficie til de la mesa. Curso longitudinal de la mesa. Curso transversal del carro. Curso vertical de la mnsula. Conicidad normalizada del eje porta-fresas. Caractersticas de trabajo: Potencia de los motores. Gama de velocidades de giro del eje principal. Gama de velocidades de avance: longitudinal, transversal y vertical.

Las partes de la fresadora.Bastidor Husillo principal El eje de la herramienta o de trabajo Caja de velocidades del husillo Mesa longitudinal Carro transversal Consola Caja de avances Accesorios Cabezal universal Ejes porta fresas Aparato divisor y contrapunta Mesa circular divisora Divisor lineal Aparato mortajador Cabezal especial para fresar cremalleras Mesa inclinable. Pinzas porta fresas.

Cabezal UniversalEl cabezal universal es un accesorio de la fresadora. El eje portafresas que posee el cabezal se coloca formando cualquier ngulo con la superficie de la mesa. Este accesorio se acopla al husillo principal de la mquina permitindole realizar las ms variadas operaciones de fresado.

Ejes PortafresasSon accesorios de la fresadora que 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.

Cabezal Universal DivisorEl cabezal universal divisor es un accesorio de la fresadora, en realidad es uno de los accesorios ms importantes, diseado para ser usado en la mesa de la fresadora. Tiene como objetivo primordial hacer la divisin de la trayectoria circular del trabajo y sujetar el material que se trabaja.

Tipos de divisiones que se pueden realizar en el cabezal universal

Mesa circular divisora

Divisin directa Divisin Indirecta Divisin Angular Divisin diferencial

Velocidad de CorteSe define como la velocidad lineal en la zona que se est mecanizando. Una velocidad alta de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. La velocidad de corte se expresa en metros/minuto o pies/minuto.

Velocidad de rotacin de la pieza (N):Normalmente expresada en revoluciones/minuto (rpm). Se calcula a partir de la velocidad de corte y del dimetro mayor de la pasada que se est mecanizando. Donde: N = velocidad angular [RPM] = Dimetro de la fresa en mm pulgadas Vc = Velocidad de corte en m/min o pie/min K = 1000 cuando est en mm y Vc est en m/min , K = 12 cuando est en pulgadas y Vc est en pie/min.

TIPOS DE FRESADORASFresadoras segn la orientacin de la herramienta Dependiendo de la orientacin del eje de giro de la herramienta de corte, se distinguen tres tipos de fresadoras.F. Horizontal, esta mquina permite realizar principalmente trabajos de ranurado, con diferentes perfiles o formas de las ranuras.

. La profundidad mxima de una ranura est limitada por la diferencia entre el radio exterior de la fresa y el radio exterior de los casquillos de separacin que la sujetan al eje portafresas

En una fresadora vertical, el eje del husillo est orientado verticalmente, perpendicular a la mesa de trabajo. Las fresas de corte se montan en el husillo y giran sobre su eje. En general, puede desplazarse verticalmente, bien el husillo, o bien la mesa, lo que permite profundizar el corte.

Una fresadora universal tiene un husillo principal para el acoplamiento de ejes portaherramientas horizontales y un cabezal que se acopla a dicho husillo y que convierte la mquina en una fresadora vertical.

En las fresadoras universales, al igual que en las horizontales, el puente es deslizante, conocido en el argot como carnero, puede desplazarse de delante a detrs y viceversa sobre unas guas.

Fresadoras Especiales Las fresadoras circulares tienen una amplia mesa circular giratoria, por encima de la cual se desplaza el carro portaherramientas, que puede tener uno o varios cabezales verticales. Las fresadoras copiadoras disponen de dos mesas: una de trabajo sobre la que se sujeta la pieza a mecanizar y otra auxiliar sobre la que se coloca un modelo.

Fresadora de tres ejes. Puede controlarse el movimiento relativo entre pieza y herramienta en los tres ejes de un sistema cartesiano.

Fresadora de cuatro ejes. Adems del movimiento relativo entre pieza y herramienta en tres ejes, se puede controlar el giro de la pieza sobre un eje, como con un mecanismo divisor o un plato giratorio. Se utilizan para generar superficies con un patrn cilndrico, como engranajes o ejes estriados.

Fresadora de cinco ejes. Adems del movimiento relativo entre pieza y herramienta en tres ejes, se puede controlar o bien el giro de la pieza sobre dos ejes, uno perpendicular al eje de la herramienta y otro paralelo a ella (como con un mecanismo divisor y un plato giratorio en una fresadora vertical); o bien el giro de la pieza sobre un eje horizontal y la inclinacin de la herramienta alrededor de un eje perpendicular al anterior. Se utilizan para generar formas complejas.

OPERACIONES DE FRESADO

Planeado. La aplicacin ms frecuente de fresado es el planeado, que tiene por objetivo conseguir superficies planas. Para el planeado se utilizan generalmente fresas de planear de plaquitas intercambiables de metal duro Fresado en escuadra. El fresado en escuadra es una variante del planeado que consiste en dejar escalones perpendiculares en la pieza que se mecaniza

Corte. Para el corte industrial depiezas se utilizan indistintamente sierras de cinta o fresadoras equipadas con fresas cilndricas de corte. Lo significativo de las fresas de corte es que pueden ser de acero rpido o de metal duro.

Ranurado Recto y Chaveteros. Para el fresado deranuras rectas se utilizan generalmente fresas cilndricas con la anchura de la ranura . . Se utilizan fresas cilndricas con mango. Las que se puede avanzar el corte tanto en direccin perpendicular a su eje como paralela a este 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.

Fresado frontal. Consiste en el fresado que se realiza con fresas helicoidales cilndricas que atacan frontalmente la operacin de fresado

Fresado de engranajes. El fresado de engranajes apenas se realiza ya en fresadoras universales mediante el plato divisor, sino que se hacen en mquinas especiales llamadas talladoras de engranajes y con el uso de fresas especiales del mdulo de diente adecuado.

FORMULAS DECALCULO PARA ENGRANAJES

Dimetro primitivo: Mdulo: Paso circular: Nmero de dientes: Pc = S + W

Dimetro exterior: Grueso del diente:

Hueco del diente: Dimetro interior:

Pie del diente: Cabeza del diente: M

Altura del diente:Distancia entre centros: Ecuacin general de transmisin:

FRESAS

Son herramientas de filos mltiples que giran alrededor de un eje al efectuar el movimiento de corte.

CLASES DE FRESASFresas con dientes fresados Fresas con dientes destalonados

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Fresas con dientes postizos

Material de las fresas

Las fresas se construyen generalmente de acero duro al carbono, o bien de acero rpido o extra rpido.El acero al carbono es econmico en las fresas que se utilizan muy de tarde en tarde; el acero rpido es conveniente siempre que las fresas tengan mucho uso.

Los dientes postizos de las fresas pueden ser de acero rpido o de metales duros (widia). El acero rpido se emplea en cuchillas independientes, la widia en esta forma o soldada a la masa de la herramienta.

Clases de fresas por su modo de fijacin.

Las fresas pueden estar hechas para ser fijadas al rbol porta fresas o bien para ser montadas en el extremo del eje.

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Fresas para labrar superficies planas

Pueden ser cilndricas y frontales, segn que los dientes se encuentren en la cara cilndrica o en una de las caras planas.

Fresas para ranurar:

Se llaman as las que se emplean para construir ranuras de perfil rectilneo

Fresas para ranurar en T

Fresas para ranuras en cola de milano

Fresas para ranuras de chaveta

Fresas sierras de discos para cortar

Fresas para ejes estriados

Fresas de roscar

Fresas para avellanar

Fresado en seco y con refrigerante

En la actualidad el fresado en seco de ciertos materiales es completamente viable cuando se utilizan herramientas de metal duro, por eso hay una tendencia reciente a efectuar los mecanizados en seco siempre que la calidad de la herramienta lo permita.

SUJECIN Y SEGURIDAD

SISTEMAS DE SUJECN

La condicin previa ms importante para realizar un fresado correcto es que la fresa est bien sujeta. Para fijar y sujetar la fresa se necesitan herramientas especiales tales como husillos porta-fresa pasantes con anillos, husillos enchufables, los as llamados mandriles en voladizo y mandriles de sujecin.

Modos de sujecin de las piezas en el fresado Objetivos:Las piezas que se van a fresar tienen que estar sujetas firmemente. De esto depende la precisin de medidas y la limpieza del trabajo, as como la seguridad frente a accidente. Si la pieza no est fuertemente sujeta, la fuerza de corte de la fresa la arrancar. Inmovilizacin correcta de la pieza Accesibilidad de las zonas a mecanizar Capacidad para absorber los esfuerzos del mecanizado Proteccin contra deformaciones para la piezas Sujecin con mordazas o tornillos de mquina La pieza se sujeta por presin Accionamiento mecnico, neumtico o hidrulico Tipologa en funcin de los grados de libertad: -Mordaza sencilla -Mordaza giratoria -Mordaza universal

Sujecin con platos divisores El plato permite sujetar la pieza y tiene posibilidad de giro Permite trabajar con distintas orientaciones Permite procesos de torno-fresado Sujecin de pieza similar a la del torneado: -Al aire -Entre plato y punto -Entre puntos

SUJECIN EN LA FRESADORA

Sujecin directa sobre la mesa Empleado para piezas grandes La pieza se fija mediante el uso de bridas, tornillos, calzos, cuas, etc. Importante direccionar adecuadamente los esfuerzos

Sistemas de sujecin modulares Basados en una placa base con agujeros o ranuras Los elementos de sujecin (bridas, posicionadores, etc. estn estandarizados) Sistema flexible, adaptable a multitud de piezas Debido a la estandarizacin, sonconfigurables por CAD

SEGURIDAD EN LA FRESADORAAntes de poner la fresadora en marcha para comenzar el trabajo de mecanizado, se realizarn las comprobaciones siguientes: Que la mordaza, plato divisor, o dispositivo de sujecin de piezas, de que se trate, est fuertemente anclado a la mesa de la fresadora. Que la pieza a trabajar est correcta y firmemente sujeta al dispositivo de sujecin. Que la fresa est bien colocada en el eje del cabezal y firmemente sujeta. Que la mesa no encontrar obstculos en su recorrido. Que sobre la mesa de la fresadora no hay piezas o herramientas abandonadas que pudieran caer o ser alcanzadas por la fresa. Que las carcasas de proteccin de las poleas, engranajes, cardanes y eje del cabezal, estn en su sitio y bien fijadas. Siempre que el trabajo lo permita, se proteger la fresa con una cubierta que evite los contactos accidentales y las proyecciones de fragmentos de la herramienta, caso de que se rompiera. Esta proyeccin es indispensable cuando el trabajo de fresado se realice a altas velocidades.

SEGURIDAD EN LA FRESADORA

Durante el mecanizado, se han de mantener las manos alejadas de la fresa que gira. Si el trabajo se realiza en ciclo automtico, las manos no debern apoyarse en la mesa de la fresadora. Todas las operaciones de comprobacin, ajuste, etc., deben realizarse con la fresadora parada, especialmente las siguientes: Alejarse o abandonar el puesto de trabajo Sujetar la pieza a trabajar Medir y calibrar Comprobar el acabado Limpiar y engrasar Ajustar protecciones Dirigir el chorro de lquido refrigerante. Aun paradas, las fresas son herramientas cortantes. Al soltar o amarrar piezas se deben tomar precauciones contra los cortes que pueden producirse en manos y brazos.

FUNCIONAMIENTO DE LA FRESADORA