TIPOS DE FRESAS Y MATERIALES A SER MECANIZADOS

Tipos de Fresas.

Existe una multitud de fresas, cada una para una operación específica de fresado y para un trabajo determinado, cubren una diversa gama de materiales, desde metales hasta madera y plásticos, y la mayoría se encuentra disponible para aceros, fundición gris blanca y metales no ferrosos (tipo N), materiales duros y tenaces (tipo H) y materiales blandos (tipo W).

De hecho, la inmensa variedad existente de fresas admite un sinnúmero de clasificaciones. En general, podemos agruparlas en las siguientes categorías:

Por método de fresado:

• Fresas para fresado frontal

• Fresas para fresado periférico (concordante o discordante)

Por tipo de construcción:

• Fresas enterizas

• Fresas calzadas

• Fresas con dientes reemplazables

Por tipo de superficie o perfil de incidencia de la fresa:

• Superficie fresada

• Superficie escalonada

Por la forma de los canales entre los dientes:

• Fresas de canales rectos

• Fresas de canales helicoidales

• Fresas de canales bi-helicoidales

Por la dirección de corte de las fresas:

• Fresas para corte a la derecha

• Fresas para corte a la izquierda

Por el montaje o la fijación de las fresas en la fresadora:

• Fresas frontales

• Fresas de mandril

• Fresas de vástago

Por la geometría

Tipos de Fresadoras.

1- Fresadoras según la orientación de la herramienta:

• Fresadora horizontal 

• Fresadora vertical 

• Fresadora universal 

2- Fresadoras especiales:

• Fresadoras circulares 

• Fresadoras copiadoras 

• Fresadoras de pórtico 

• Fresadoras de puente móvil 

• Fresadoras para madera 

3- Fresadoras según el número de ejes:

• Fresadora de tres ejes 

• Fresadora de cuatro ejes 

• Fresadora de cinco ejes

Fresado de Acero 

La maquinabilidad del acero es distinta según los elementos de cada aleación, el tratamiento térmico y el proceso de fabricación (forja, laminación, fundición, etc.). 

Principales problemas 

• En los aceros blandos, de bajo contenido en carbono, los principales problemas son el filo de aportación y la formación de rebabas en la pieza. 

• En los aceros más duros, la colocación de la fresa resulta más importante para evitar el astillamiento del filo. 

Fresas y Plaquitas más adecuadas. 

• La mayor parte de las fresas CoroMill son adecuadas para mecanizar acero con una amplia gama de calidades y geometrías de plaquita. 

• Observe que CoroMill Century (con cuerpo de acero) y CoroMill 790, originalmente diseñadas para aluminio, también ofrecen buen rendimiento en acabado de acero con calidades GC1010 y GC1030. 

• Las únicas herramientas que no son adecuadas para acero son las fresas AUTO específicas para fundición gris. 

• Geometrías PL, PM, PH y WL, WM, WH 

• Las calidades con recubrimiento MT-CVD de la serie GC4200 son la elección básica. Sin embargo, para fresas de diámetro más pequeño, Dc inferior a 32 mm, y para fresas de escuadrar, k=90°, la calidad GC1030 es la primera elección. 

• En aceros más duros, utilice GC1030 y GC1010.​

Sugerencias de aplicación

Siempre se deben tener en cuenta las recomendaciones sobre colocación de la fresa para evitar un excesivo espesor de la viruta en la salida y sobre mecanizado sin refrigerante, especialmente en operaciones de desbaste.

Directrices sobre calidades: planeado​

Directrices sobre calidad: fresa de ranurar CoroMill® 490, CoroMill®390, CoroMill® 316​

CoroMill® Plura​

Fresado de Fundición

La fundición se puede clasificar en maleable, gris, nodular, de grafito compactado (CGI) y fundición dúctil austemperizada (ADI).​

Fundición Gris 

Clasificación del material: K2.x 

Principales Problemas 

• Los criterios dominantes de desgaste al fresar fundición gris son en incidencia, por abrasión y fisuras térmicas. 

• En la pieza, los problemas principales son el desmenuzamiento en el lado de salida de la fresa y problemas de acabado superficial. 

Fresas y Plaquitas más adecuadas.

Hay varios conceptos de fresa que están diseñados inicialmente para fresar fundición gris: 

• Fresa versátil CoroMill 365. 

• Fresa para desbaste AUTO R. 

• Fresa regulable para acabado AUTO-AF. 

• Fresa no regulable para acabado AUTO-FS. Hay disponibles cartuchos CoroMill 245 para cuerpos de fresa AUTO-AF como alternativa. 

• Plaquitas Wiper, disponibles para todos los anteriores conceptos de fresado. 

• La mayor parte de las otras fresas CoroMill también se pueden utilizar en fundición gris con solo elegir una geometría y calidad de plaquita específicas. 

• CoroMill 345 es una buena elección para producción mixta de acero y fundición. 

• Utilice geometrías K, -KL, -KM, -KH y -KW (Wiper). 

• Encontrará las recomendaciones de calidad para fresas de plaquita intercambiable en el apartado Sugerencias de aplicación. 

• Para las fresas integrales de metal duro CoroMill Plura la calidad GC1620 y para CoroMill 316 la calidad GC1030 son las elecciones básicas.​ 

Sugerencias de Aplicación 

Desbaste 

Trabaje preferiblemente sin refrigerante, para minimizar problemas de fisuras térmicas. Utilice plaquitas de metal duro con recubrimiento grueso. GC3040 es la primera elección y GC3220 la optimizadora para alta velocidad. 

Si el desmenuzamiento de la pieza es un problema

– verifique el desgaste en incidencia 

– baje el avance, fz, para reducir el espesor de la viruta. 

– utilice una geometría más positiva, -KL 

• Si es necesario utilizar refrigerante para evitar la formación de polvo, etc. elija las calidades para fresar con refrigerante. K20W es la elección básica, y K15W y GC3040 son las calidades complementarias. 

• El metal duro con recubrimiento es siempre la primera elección, pero también se pueden utilizar las de cerámica (CC6190). Tenga en cuenta que la velocidad de corte, vc, debe ser muy alta, por encima de 800 m/min. La formación de rebabas en la pieza limita la velocidad de corte. No se debe utilizar refrigerante. 

Acabado 

• Utilice plaquitas de metal duro con recubrimiento delgado o, como alternativa, un metal duro sin recubrimiento, por ejemplo, GC3220 sin refrigerante y K15 W con refrigerante. 

• Se puede utilizar nitruro de boro cúbico (CB50) para acabado a alta velocidad en fundición gris. No se debe utilizar refrigerante.​ 

Fundición Nodular 

Clasificación del material: K3.x 

Fundición nodular ferrítica y ferrítica/perlítica 

La maquinabilidad de la fundición nodular ferrítica es muy similar a la del acero de aleación baja. Por tanto, se deben utilizar las recomendaciones de fresado indicadas para los materiales ISO P en cuanto a selección de herramientas, geometrías y calidades de plaquitas. La calidad de primera elección es GC1020. 

Fundición nodular perlítica 

Es más abrasiva, por ello se recomiendan las calidades ISO K.​ 

Fundición de grafito compactado (CGI) 

Clasificación del material: K4.x 

Contenido perlítico inferior al 90% 

Este tipo de fundición CGI, que suele tener una estructura perlítica de alrededor del 80%, es la que suele utilizarse para fresar. Algunas piezas típicas son bloques de motor, culatas de cilindros y colectores de escape. 

Las recomendaciones de fresas son las mismas que para fundición gris; sin

embargo, se deben elegir geometrías de plaquita más agudas, más positivas, por ejemplo –KX y –KL para fresas AUTO-R, con objeto de minimizar la formación de rebabas en la pieza. 

La calidad de primera elección es GC1020. 

GC1020 es la elección básica para mecanizar con o sin refrigerante. Una alternativa para mecanizar sin refrigerante es la K20D, y con refrigerante la K20W. 

El fresado circular puede ser un buen método alternativo para el mandrinado convencional de cilindros en fundición CGI.

Fundición Dúctil Austemperizada (ADI) 

Clasificación del material: K5.x 

El desbaste se suele realizar en estado no templado y se puede comparar con el fresado de un acero de alta aleación. 

Sin embargo, la operación de acabado se realiza con el material templado, que resulta muy abrasivo. Esto se puede comparar con el fresado de aceros duros, ISO H. Son preferibles las calidades con alta resistencia frente al desgaste por abrasión. GC1020 es la primera elección tanto con como sin refrigerante, la calidad complementaria para materiales ADI más duros es

GC1010. 

Si se compara con la NCI, la vida útil de la herramienta en fundición ADI se reduce aprox. un 40% y las fuerzas de corte son aprox. un 40% superiores.​

Aleaciones de fresas 

Tienen carburos metálicos como ingredientes básicos y se fabrican con técnicas de metalurgia de polvos. Las puntas afiladas con sujetadores mecánicas se llaman insertos ajustables, se encuentran en diferentes formas, como cuadrados, triángulos, circulares y diversas formas especiales. Estos tienen una serie de ventajas y desventajas. Las ventajas son la durabilidad y los materiales que tienen, además son para trabajar a altas revoluciones. Las desventajas son encontrar la calidad durabilidad y dinero para poder conseguir estos insertos. 

• Carburo de tungsteno aglutinado con cobalto, que se emplea para maquinar hierros fundidos y metales abrasivos ferrosos. 

• Carburo de tungsteno con aglutinante de cobalto más una solución sólida, para maquinar en aceros. 

• Carburos de titanio con aglutinante de níquel y molibdeno, para cortar en donde hay altas temperaturas debido a las altas velocidades de corte o a la alta resistencia mecánica del material de la pieza de trabajo. 

Velocidades Angulares (RPM).

Una revolución por minuto es una unidad 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. 

A veces se utiliza el término régimen de giro para referirse a la velocidad de giro expresada en revoluciones por minuto y no confundirse con la velocidad angular expresada en radianes por segundo.

Par Principal de Corte.

La aproximación depende, por ejemplo, de la capacidad de la máquina, de la clase de trabajo y de la posibilidad de sujeción de la pieza. Así, por ejemplo, en el fresado con fresas de disco se elige un gran espesor de viruta y un avance pequeño (marcha tranquila de la máquina), en el fresado de chaveteros, por el contrario, son más 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.

Cálculo de Eficiencias en las Maquinas Herramientas Tiempo de Fabricación de Corte. 

Tomando en cuenta las características de la máquina y de la obra, este método es empírico y se basa únicamente en la experiencia. Se debe ser cuidadoso con la información obtenida por este medio pues si bien son datos reales, no significa que sean confiables, pues el operador no toma en cuenta todos los factores que intervienen en el rendimiento. 

Generando un banco de información en base a las obras ejecutadas anteriormente basándose en datos históricos de la máquina, esto puede resultar ser el más confiable de todos aunque hay que considerar las diferencias entre las obras ejecutadas anteriormente y la obra por realizar. Para ello, se deben consultar tablas manuales del fabricante de la maquina; esta información es muy útil, sobre todo cuando no se tienen a la mano los datos de los dos primeros métodos mencionados, debe tomarse en cuenta, sin embargo que todos los datos se basan en un 100% de eficiencia en las operaciones.

El rendimiento depende básicamente de:

Capacidad volumétrica de la maquina [CV (m3/ciclo)]

Tiempo de ciclo 

[T = tf+ tv]

Números de ciclo por hora 

[(NC = 60 (min/hr)/T (min/ciclo)]

Rendimiento teórico 

[(RT = CV (m3/ciclo) * NC (ciclo/hr) = m3/hr]

Resumen de eficiencia 

[RE= producto de factores factor de abundamiento]. 

Es lógico pensar que no todos los factores se aplican a todas las maquinas, deben seleccionarse de acuerdo a las condiciones de trabajo que presenten para cada una de ellas.

Angulos Principales de Corte en Herramientas de Monocorte.  

Una Herramienta monocorte; herramienta común a toda máquina-herramienta de arranque de viruta.

1. ÁNGULO DE INCIDENCIA (α):

2. ÁNGULO DE DESPRENDIMIENTO (γ)

3. ÁNGULO DE LA HÉLICE (λ):

Herramientas Elementales de Monocorte

La herramienta elemental simple de monocorte es utilizada en varias maquinas-herramientas tales como:

• Tornos

• Limadoras

• Cepilladotas

• Mortajadoras

La mayor parte de problemas de corte dependen de las características de la herramienta simple.Las herramientas de bicorte (broca helicoidal) y de multicorte (fresas),pueden ser entendidos como una extensión de las herramientas monocorte. Se esta considerando a la Herramienta monocorte como una herramienta elemental simple, común a toda maquina-herramienta de arranque de viruta.