OPERACIONES DE FRESADO

El fresado es una operación de maquinado en la cual se hace pasar una parte de trabajo enfrente de una herramienta cilíndrica rotatoria con múltiples bordes o filos cortantes. El eje de rotación de la herramienta cortante es perpendicular al a dirección de avance. La orientación entre el eje de la herramienta y la dirección del avance es la característica que distingue al fresado del taladrado. 

El fresado es una operación de corte interrumpido; los dientes de la fresa entran y salen del trabajo durante cada revolución. Esto interrumpe la acción de corte y sujeta los dientes a un ciclo de fuerzas de impacto y choque térmico en cada rotación. El material de la herramienta y la geometría del cortador deben añadirse para soportar estas condiciones. 

Difiere del taladrado en el que la herramienta de corte avanza en dirección paralela a su eje de rotación. 

La forma geométrica creada por el fresado es una superficie plana. Se pueden crear otras formas mediante la trayectoria de la herramienta de corte o la forma de dicha herramienta. Debido a la variedad de formas posibles y a sus altas velocidades de producción, el fresado es una de las operaciones de maquinado más versátiles y ampliamente usadas.

CLASES DE MÁQUINAS FRESADORAS 

Las principales características de una máquina fresadora son: potencia, velocidad, profundidad de corte o longitud de carrera. Su movimiento principal lo tiene la herramienta y que la mesa de trabajo proporciona el avance y algunas veces la profundidad de los cortes. 

Es una de las máquinas herramienta más versátiles y útiles en los sistemas de manufactura. Las fresas son máquinas de gran precisión, se utilizan para la realización de desbastes, afinados y súper acabados. La siguiente tabla organiza los tipos centrales de fresadoras:

TIPOS DE HERRAMIENTAS FRESA 

Existe infinidad de formas de fresas creadas para dar formas especiales a superficies, filos, bordes, cantos, guías, ranuras, alojamientos, etc

TRABAJOS EN MÁQUINAS FRESADORAS 

Los cortadores de las fresas pueden trabajar con su superficie periférica o con su superficie frontal. En el primer caso el trabajo puede ser en paralelo o en contra dirección, lo anterior se muestra en las ilustraciones. Con el trabajo en contra dirección la pieza tiende a levantarse, por lo que hay que fijar fuertemente a la misma con una prensa. Cuando el trabajo es en paralelo la fresa golpea cada vez que los dientes de la herramienta se entierran en la pieza. 

Durante cada revolución los dientes de la las fresas sólo trabajan una parte de la revolución, el resto del tiempo giran en vacío, lo que baja la temperatura de la herramienta.

La clasificación anterior se hace acuerdo con cual cara de la herramienta fresa se hace el corte y en su posición relativa respecto de la superficie a trabajar.

PRODUCCIÓN EN MÁQUINAS FRESADORAS 

Como en todas las máquinas herramienta, en las fresas es necesario calcular el número de revoluciones a las que deben operar: n = (v x 1000) / (p x d) La velocidad "v" se obtiene de la tabla siguiente:

Para calcular la capacidad de producción de una máquina fresadora, es necesario conocer la cantidad máxima de viruta que esta puede desprender. Esto se puede obtener al multiplicar una constante de desprendimiento de viruta de las máquinas fresadoras que se denomina "cantidad de viruta admisible" o V', por la potencia de la máquina, la que se simboliza como "N". 

A continuación se presenta la fórmula para calcular la cantidad máxima de viruta que puede desprender una fresa.

Cantidad máxima de viruta posible que una máquina fresadora puede desprender :

El conocer la cantidad máxima de viruta que en una fresa se puede desprender, nos permitirá calcular la velocidad de avance que es más adecuada para la operación de la fresa, lo que se logra despejando s' de la siguiente fórmula:

Aunque como se puede observar en la tabla de velocidades ya se dan algunas velocidades de avance recomendadas, el utilizar las fórmulas no puede dar mayor certeza en la programación de la máquina y con ello evitar paros imprevistos.

Con la velocidad de avance (calculada o estimada de la tabla) se puede calcular el tiempo principal que se requerirá para realizar un trabajo con una fresa, esto se puede observar a continuación. 

En donde L es la longitud total, la que se compone de la suma de la longitud anterior, la longitud ulterior y la longitud efectiva

L = la + lu

Se debe recordar que el tiempo principal es el 60% del tiempo total de la fabricación.

PLAN DE TRABAJO PARA FRESADO

Con el siguiente ejemplo se ilustra la elaboración de un plan. Se trata de elaborar el plan de trabajo y calcular el tiempo principal para fabricar la pieza que se indica en el siguiente plano de taller. Este trabajo se realizará con una fresa de 2.5 hp. y con un cortador de vástago de b=25 mm.n.

Para calcular la cantidad máxima de viruta que se puede desprender con esta máquina se convierten los 2.5HP a kw-min

 N = 2.5 hp x 0.746 kw/hp = 1.865 kw 

Para este material (STt6012) se selecciona de la tabla la cantidad admisible de viruta que una fresa puede desprender. 

V'= 12cm3/kw-min

 Con esta cantidad se calcula la cantidad máxima de viruta que se puede desprender con esta fresa. 

V=V'xN V=(12cm3/kw-min)(1.865kw)=22.38cm3/min 

Con la cantidad máxima de viruta que se puede desprender se puede calcular la velocidad del avance de la máquina que es recomendable utilizar. 

S'=(V1000)/(a b) 

    S'=(22.38cm3 x 1000mm3/cm3)/(5 mm x 25 mm) = 179.04 mm/min 

Con los datos anteriores se puede construir un plan de trabajo en el que se obtengan los tiempos principales que serán necesarios para fabricar la guía del plano.

Como Tp es el 60% del tiempo total se debe obtener el 100% del tiempo necesario para la fabricación de la guía de la siguiente manera: 

17.6 es a 60 como X es a 100 luego X=(17.6 x 100)/60 = 29.33 min

Como son 750 piezas con una sola máquina requeriríamos 29.33 min x 750 piezas = 21,997.5 min. En días laborables de ocho horas son 45.83 días. 

Se recomienda fabricar en el taller esta guía. Para evitar la ruptura de los cortadores use en lugar del acero recomendado un pedazo de aluminio o nylamine.

A tener presente, de esta tabla, en este ejemplo: 

No obstante que en las operaciones 1 y 2 se podría haber seleccionado una velocidad de avance mayor debido a que la penetración es sólo para emparejar se decidió tomar la velocidad de avance S' máxima, como si se tuvieran 5 mm de profundidad. 

Las longitudes anterior (la) y ulterior (lu) se toman de 15 mm debido a que como el cortador de la fresa es circular por lo menos debe haber salido del corte la mitad del mismo para que termine su trabajo. Así que se toma en ambos casos un poco más de la mitad del cortador. Las pasadas (Pas) es el número de veces que se debe pasar la herramienta con la profundidad (a) indicada, para llegar hasta la dimensión de profundidad necesaria. 

Número de vueltas (#Vuel) se refiere al número de veces que debe recorrer la longitud total (L) la fresa con la profundidad indicada, para cubrir la superficie a desbastar.