ANÁLISIS DE LA MÁQUINA-HERRAMIENTA: FRESADORA

Procesos de manufactura I


INTRODUCCIÓN

ANÁLISIS DE LA MÁQUINA-HERRAMIENTA:FRESADORA,comenzaremos
mencionando que las máquinas, equipos, herramientas y diversos artículos
mecánicos están formados por muchas piezas unidas, tales como: pernos,
armazones, ruedas, engranajes, tornillos, etc. Todas estas piezas obtienen su
forma mediante diferentes procesos mecánicos, fundición, forja, estirado,
laminado, corte de barras y planchas, y por sobre todo mediante arranque de
virutas.
Este proceso es muy empleado debido a la gran precisión que se logra en la
forma y su calidad en los acabados superficiales. Por lo general, lo que se hace
es trabajar la pieza por medio de procesos sin arranque de viruta, de tal modo
que después el arranque de virutas sea muy pequeño, por lo tanto se obtiene

una mayor exactitud en la forma y mejor calidad superficial.
Las denominadas maquinas-herramientas son las que se encargan
básicamente de los procesos de arranque de viruta. El principio básico utilizado
para todas las maquinas - herramientas, es el de generar superficies por medio
de movimientos relativos entre la herramienta (utensilio que se encuentra en
contacto con la pieza) y la pieza. Los filos de la herramienta remueven una
capa delgada de material en la pieza, a la cual se le llama viruta.
Las maquinas-herramientas tienen dos movimientos básicos para la generación
de superficies, uno de ellos es el movimiento principal, que es el proporcionado
por la máquina para dar movimiento relativo entre la herramienta y la pieza de
tal manera queuna cara de la herramienta alcance el material de la pieza. Este
movimiento es el que absorbe la mayor parte de la potencia total necesaria
para realizar la operación de mecanizado. El otro movimiento es el de avance
que generalmente es proporcionado por la maquina a la herramienta o porta
herramienta, puede ser de forma continua o escalonada dependiendo de la
superficie que se necesite generar, este movimiento generalmente absorbe una
pequeña parte de la potencia necesaria para la operación de mecanizado.

Con la combinación de estos dos
movimientos básicos se produce la superficie
requerida y por consiguiente el arranquede
viruta. Las maquinas-herramientas se
pueden dividir en tres grupos: las que usan
herramienta monofilo, herramienta multifilo, y
muelasabrasivas.
A
continuación
describiremos la máquina herramienta
llamada fresadora.
2


La fresadora es una maquina dotada de una herramienta característica
denominada fresa, que animado de un movimiento de rotación mecaniza
superficies en piezas que se desplazan con movimientos rectilíneos bajo la
herramienta.

Las fresadoras universales pueden trabajar con herramientas horizontales y
con herramientas verticales. Para esa, su puente es desplazable hacia atrás y
así se facilita transformación de la fresadora de eje horizontal en fresadora de
eje vertical.

Además, la mesa rectangular puede girar alrededor de un eje vertical 45 grados
a un lado y a otro, y en algunos modelos puede dar vueltas completas
permitiendo así fresar una pieza por ambos lados sin variar su sujeción a la
mesa. Esta máquina se construyenigual que la fresadora horizontal, la
maquina universal son empleados principalmente como maquinasherramientas para el fresado en general.

3


OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES:



ANÁLISIS DE LA MÁQUINA-HERRAMIENTA: FRESADORA es un
proyecto cuyo objetivo principal es establecer, describir, estandarizar en
los aspectos básicos de esta máquina-herramientas de variadísimas
formas y aplicaciones cuya característica principal consiste en que su útil
cortante lo constituyen discos o cilindros de acero, llamados fresas,
provistos de dientes cortantes.



Dar información técnica a conocer los diversos tipos
fresadoras, sus accesorios, herramientas que se utilizan,
tablas matemáticas que deben aplicarse para el cálculo
así como los tipos de lubricantes-refrigerantes que se
durante el fresado.

de máquinas
las fórmulas y
de engranaje,
deben utilizar

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:


Conocer los mecanismos de cambios de velocidades en las fresadoras
con transmisión de velocidad constante se construyen disponiendo los
engranajes encerrados en la parte superior en la columna en
combinaciones tales que proporcionen la velocidad del husillo.



Descripción y partes de la fresadora el fresado consiste en una
herramienta rotatoria con múltiples filos cortantes que se mueve
lentamente sobre el material para generar un plano o superficie recta.



Clasificación de las fresadorasLa orientación del árbol principal de la
máquina herramienta respecto a la superficie de los carros, o la
orientación de los carros respecto al árbol principal, determinan los
géneros de fresadorasutilizadas

4


DESCRIPCIÓN DE COSTOS BÁSICOS:



Seleccionar la obtención de costos por ejemplo para superficies planas y
curvadas, de ranuras rectas, de ranuras espirales y de ranuras
helicoidales, así como de roscas. Los movimientos de avance y de
aproximación son realizados en el fresado generalmente por la pieza,
pero pueden también ser realizados por la fresa como sucede, por
ejemplo, en el fresado copiador.

DESCRIPCIÓN DE COSTOS VARIABLES:

Es la cantidad desembolsada para comprar o producir un bien. El cálculo del
costo en una compra es inmediato: consiste en el precio del bien más los
costos financieros de la compra (cuando se compra a plazos). El cálculo del
costo de producción es algo más complejo, porque hay que Tener en cuenta el
costo de las materias primas utilizadas, el de la mano de obra empleada y la
parte proporcional de los costos de la inversión de capital necesaria para
producir el bien o el servicio en cuestión.

5


MARCO TEÓRICO

CAPITULO I
Conceptos Generales
La fresadora es una de las máquinas herramienta más versátiles y útiles en los
sistemas de manufactura. Las fresas son máquinas de gran precisión y se
utilizan para la realización de desbastes, afinados y súper acabados.
Algunas de sus principales características son que su movimiento principal por
lo regular lo tiene la herramienta y que la mesa de trabajo proporciona el
avance y la profundidad de los cortes.
Las herramientas para las fresas pueden trabajar con su superficie periférica o
con su superficie frontal, en el caso del trabajo con la superficie periférica estetrabajo puede ser en paralelo o en contra dirección. Con el trabajo en contra
dirección la pieza tiende a levantarse, por lo que hay que fijar fuertemente a la
misma. 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 están una parte de la revolución desprendiendo
viruta el resto del tiempo giran en vacío y pueden refrigerarse.
Fresado:
El fresado es un movimiento coordinado entre una herramienta rotativa con
varias puntas y un avance recto de la pieza.El fresado es una operación de
corte interrumpido: los dientes de la fresa entran y salen del trabajo durante
una revolución.
Dientes sometidos a fuerzas de impacto y choque térmico en cada rotación.El
material de la herramienta y la geometría del cortador deben diseñarse para
soportar estas condiciones.
Ventajas del Fresado:










Alta eficiencia del mecanizado.
Buen acabado superficial.
Precisión y flexibilidad en la producción de formas.
Movimiento fundamental de corte:
Rotativo
Herramienta
Movimiento fundamental de avance:
Rectilíneo
Pieza o herramienta
6


Partes de una Fresadora:
En las máquinas de fresar usadas en los talleres de construcciones mecánicas,
podemos distinguir las siguientes partes:
Bastidor: Es una especie de cajón de fundición, de base reforzada y
generalmente, rectangular. Por medio del bastidor se apoya la máquina en el
suelo. Es el sostén de los demás órganos de la fresadora.
Husillo Principal: Es uno de los elementos esenciales de la máquina,puesto
que es el que sirve de soporte a la herramienta y le da movimiento. El husillo
recibe el movimiento a través de la caja de velocidades.
Mesa Longitudinal: Es el punto de apoyo de las piezas que van a ser
trabajadas. Estas piezas se pueden montar directamente o por medio de
accesorios de fijación. La mesa tiene agujeros en forma de T para alojar los
tornillos de fijación.
Carro Transversal: es una figura de fundición de forma rectangular, en cuya
parte superior se desliza y gira la mesa en un plano horizontal. En la base
inferior está ensamblado a la consola, sobre la que se desliza manualmente por
medio de tuerca y tornillo, o automáticamente, por medio de cajas de avance.
Se puede inmovilizar.
Consola: Sirve de apoyo a la mesa y sus mecanismos de accionamiento. Se
desliza verticalmente en el bastidor a través de una guía por medio de un
tornillo telescópico y una tuerca fija.
Caja de Velocidades del Husillo: Tiene una serie de engranajes que pueden
acoplarse según diferentes relaciones de transmisión. Esto permite una
extensa gama de velocidades del husillo principal. El accionamiento de esta
caja es independiente del que efectúa la caja de avances.
Caja de Avances: Es un mecanismo construido por una serie de engranajes
ubicados en el interior del bastidor. Recibe el movimiento directamente del
accionamiento principal de la máquina. Se pueden establecer diferentes
velocidades de avance. El enlace del mecanismo con el husillo de la mesa se
realiza a través de un eje extensible de articulaciones cardán. En algunas
fresadoras, la caja de velocidades de los avances estánubicada en la consola
con un motor especial e independiente del accionamiento principal de la
máquina.

7


PARTES DE UNA FRESADORA

8


Clasificación:
La gran variedad de fresadoras puede reducirse a tres tipos principales:
horizontales, verticales y mixtas, caracterizadas, respectivamente, por tener el
eje porta fresas horizontal, vertical o inclinable.
FRESADORAS HORIZONTALES: Esencialmente, constan de una bancada
vertical llamada cuerpo de la fresadora, a lo largo de una de cuyas caras se
desliza una escuadra llamada ménsula o consola, sobre la cual, a su vez, se
mueve un carro porta mesa que se ha de fresar. En la parte superior de la
bancada están alojados los cojinetes en los que gira el árbol o eje principal, que
a su vez puede ir prolongado por un eje porta fresas. Estas fresadoras se
llaman universales cuando la mesa de trabajo puede girar alrededor de un eje
vertical y puede recibir movimiento automático en sentido vertical, longitudinal y
transversal, o al menos en sentido longitudinal.
FRESADORAS UNIVERSALES:
La máquina fresadora universal se
caracteriza por la multitud de aplicaciones que tiene. Su principal nota
característica la constituye su mesa inclinable que puede bascular tanto hacia
la izquierda como hacia la derecha en 45 grados. Esta disposición sirve con
ayuda del cabezal divisor para fresar ranuras espirales. Los tres movimientos
de la mesa en sentido vertical, longitudinal y transversal se pueden efectuar a
mano y automáticamente en ambos sentidos. Topes regulables limitan
automáticamente la marcha en el punto deseado. En las manivelasque sirven
para mover la mesa hay discos graduados que permiten ajustes finos.

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FRESADORAS VERTICALES: Así se llaman las fresadoras cuyo eje porta
fresas es vertical. En general son mono poleas y tiene la mesa con movimiento
automático en sentido vertical, longitudinal y transversal.

En la fresadora vertical el husillo porta –fresa está apoyado verticalmente en
una cabezal porta-fresa generalmente giratorio. La fresadora vertical se aplica
generalmente para trabajos de fresados frontales.
FRESADORAS COPIADORAS: Las máquinas fresadoras copiadoras cuyos
procesos de trabajo pueden mandarse a mano o de modo totalmente
automático, permiten la fabricación de piezas con formas irregulares, de
herramientas para trefiladoras y para prensas y estampas siguiendo una
plantilla, un modelo o un prototipo. El movimiento de un punzón que va
palpando el modelo se transmite al husillo porta fresas por medios mecánicos,
hidráulicos o electrohidráulicos con refuerzo electrónico. En algunas máquinas
los movimientos del palpador pueden seguirse sobre una pantalla.
FRESADORA MIXTA: Cuando, auxiliándose con accesorios, el husillo puede
orientarse en las dos posiciones
Accesorios:
La fresadora está provista de una serie de accesorios que le permiten realizar
las más variadas operaciones de fresado, los cuales se indican a continuación:
•

Cabezal universal

•

Ejes portafresas

•

Aparato divisor y contrapunta

•

Mesa circular divisora

•

Divisor lineal

•

Aparato mortajador

•

Cabezal especial para fresar cremalleras

•

Mesa inclinable.

•

Pinzasporta fresas.

Arboles porta fresas: Son accesorios de la fresadora que se usan para sujetar
la fresa y a la vez para transmitirle el movimiento que recibe el husillo principal.
Se construyen de acero duro aleado, bien tratado y con acabados muy lisos y
precisos.
10


TIPOS:
Los arboles portafresas se seleccionan según el tipo de fresa que se debe
montar y el tipo de trabajo que se va a efectuar. Para diferenciar estos
portafresas se les agrupa dentro de una primera clasificación en:








Árbol portafresas largos.
Ejes portafresas cortos.
Ejes portafresas largos: Las partes principales de un eje portafresas
largo, por las funciones que cumplen son:
Eje cilíndrico
Collar impulsor
Cuerpo cónico.
Árbol portafresas cortos o mandriles portafresas.

Estos ejes cumplen con la misma función que los ejes portafresas largos. Su
diferencia está en que el eje cilíndrico largo se ha reemplazado por uno muy
corto y en otros casos se ha eliminado por completo, según sea el tipo de fresa
que se requiere tomar. Estas características permiten clasificar los ejes
portafresas cortos en dos tipos: para fresas con agujero y fresas con espigas.
Para fresas con agujero:
De agujero liso: Estos mandriles sé sub-clasifican en dos tipos, de acuerdo al
canal chaveta de las fresas:



Para fresas con canal de chaveta transversal.
Para fresas con canal de chaveta longitudinal.

El apriete de la fresa se efectúa por medio de tuerca o tornillo, según sea el
diseño del mandril.
El largo del vástago cilíndrico del mandril debe ser menor que el ancho de la
fresa. En caso de sermayor, se suplementa el ancho de la fresa con anillos
separadores con canal de chaveta, a fin de poder apretar la fresa contra el
mandril.
De agujero roscado: Estos portafresas tienen el vástago roscado, lo que
permiten tomar y fijar aquellas fresas que en lugar de chavetero llevan el
agujero roscado.

11


Para fresas con espigas:
Cuando las fresas de espiga cónica no se pueden fijar directamente al husillo
por diferencias en los diámetros y por diferencia de conicidades, se emplean
estos mandriles que actúan como manguitos cónicos intermediarios entre la
espiga de la fresa y el husillo. Debido a las combinaciones que resultan de
tener que montar fresas con estas espigas, los mandriles portafresas, para
hacer posible estas combinaciones, se construyen con diversas conicidades,
por ejemplo: con conicidad interior Morse y coincida exterior estándar
americana o viceversa.
Con espiga cilíndrica: Para la sujeción y apriete de las fresas que tienen el
mango cilíndrico se dispone de:
Mandriles con agujero cilíndrico:En cuyo agujero ajusta el diámetro de la
espiga de la fresa; para fijarlo dispone de un prisionero que se aprieta contra
una muesca plana que lleva la espiga de la fresa.
Portapinzas: Son mandriles hechos para ser fijados directamente al husillo
cuyo alojamiento permite tomar en forma centrada las pinzas, sujetándolas
mediante una tuerca o un tirante.
El cuerpo cónico se fija en el husillo y, en el alojamiento del portapinza, se mete
la pinza que es fijada por la tuerca. Al apretar la tuerca no sólo se fija la pinza
sino también se aprieta la pieza al serpresionado el asiento cónico de la pinza.
Algunos tipos de portapinzas, por su diseño, traen también una contratuerca, la
que permite fijar posición definitiva de apriete de la pinza y de la pieza.
La rosca interior de la parte cónica permite fijar el portapinzas al husillo de la
máquina por medio de la barra de apriete. Hay, además, cierto tipo de pinzas
que no requieren portapinzas para fijar las fresas; en este caso, el apriete se
logra al fijarlas en el husillo de la máquina.
Tipos de Montaje de Piezas.
Cabezal divisor: El montaje sobre el cabezal divisor permite hacer en la
fresadora ciertas operaciones que de otro modo no será posible ejecutarlas, o
cuando menos resultarían muy complejas.
Algunos de estos casos son:
Conseguir que la pieza gire a una velocidad relacionada y en forma simultánea
con el desplazamiento de la mesa (para hacer ruedas dentadas helicoidales,
brocas, tornillos sinfín, levas en espiral),
Hacer divisiones distribuidas regularmente en la periferia de una pieza (anillos
graduados, ruedas dentadas)
12


Fresado de piezas en ángulo (rueda dentada cónicas).
Los montajes que permiten mecanizar piezas en el cabezal divisor pueden
agruparse básicamente en tres:





Montaje al aire
Montaje entre puntos
Montaje entre el plato y punto, los cuales corresponden a montajes
típicos en torno.

.

La misma disposición de la nariz del husillo del cabezal divisor y del torno
como también los mismos elementos empleados (platos, puntos centros,
contrapunta, bridas de agarre) permiten efectuar los montajes en forma similar
El largo del vástago cilíndricodel mandril debe ser menor que el ancho de la
fresa. En caso de ser mayor, se suplementa el ancho de la fresa con anillos
separadores con canal de chaveta, a fin de poder apretar la fresa contra el
mandril.
De agujero roscado: Estos portafresas tienen el vástago roscado, lo que
permiten tomar y fijar aquellas fresas que en lugar de chavetero llevan el
agujero roscado.

13


CAPITULO II
TIPOS DE FRESADO

1.





FRESADO FRONTAL
Avance perpendicular al eje de giro.
Profundidad de corte en dirección axial.
Corte producido por los filos periféricos.
Acabado superficial producido por los filos de la cara frontal.

2. FRESADO PERIFÉRICO




Avance perpendicular al eje de giro.
Profundidad de corte en dirección radial.
Corte producido por los filos periféricos.

14


FRESADO EN CONCORDANCIA – EN OPOSICIÓN.
Dependiendo del giro de la herramienta respecto a la pieza:
Fresado en oposición.
 Dirección de avance de la pieza opuesta a la de rotación de la fresa en
el área de corte. El espesor de viruta comienza en cero e incrementa su
espesor al final del corte.
 Fuerzas tienden a empujar la pieza fuera de la mesa.

Fresado en concordancia.
 Dirección de avance de la pieza la misma que la de rotación de la fresa
en el área de corte. El espesor de viruta va disminuyendo desde el
comienzo de corte hasta el final del corte.
 Preferible cuando lo permitan la máquina-herramienta, los amarres y la
pieza de trabajo

15

Ángulo de desprendimiento (γ):
 Afecta al consumo de potencia de corte, resistencia del filo y la
formación de viruta.
 Un granángulo positivo produce pequeñas fuerzas de corte y por lo
tanto, menor potencia requerida pero debilita el filo.
 Mecanizado de acero  entre 10 y 15s.
 Aleaciones ligeras
 entre 20 y 25s.
Ángulo de incidencia (α):
 Evita que la herramienta roce con la pieza. Por lo general, oscila entre 5
y 12s. Para los materiales dúctiles como el cobre se requieren mayores
ángulos que para los materiales más duros.
Ángulo de la hélice (λ):
 Hace que la arista de corte vaya penetrando progresivamente en el
material provocando un corte suave al tiempo que reduce la fuerza axial.

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Ángulo de posición (κ):
 Afecta a la dirección de las fuerzas de corte y el espesor de la viruta.
 Éste ángulo está en función de la operación que se va a realizar. Para
escuadrar es necesario κ = 90s, mientras que para planear se puede
tomar el ángulo más conveniente desde el punto de vista de distribución
de esfuerzos.
 Los ángulos de posición más frecuentes varían entre 45 y 75s. El ángulo
menor a 90s hace que el filo de corte sea robusto y se produzca
fácilmente la evacuación de las virutas.
 El contacto inicial plaquita-pieza es más favorable con ángulos
pequeños.
 El espesor de viruta es máximo para κ=90s, disminuyendo con κ.
 Cuanto mayor es κ, menor es la fuerza axial.
 Los ejes de las fresadores tienen su mayor resistencia en sentido axial.
 La componente radial tiende a producir vibraciones.
 Para el mismo tamaño de plaquita, la profundidad útil aumenta con κ.
 Para el mecanizado pesado, utilizar un ángulo de 45s, ya que el filo de
corte es más robusto; también la fuerzade corte axial y radial son
semejantes, lo cual puede ser favorable para fresadoras de gran tamaño
en las que los husillos tienen gran voladizo, por tanto, la fuerza radial
débil.

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Ángulo de desprendimiento (γr) y de inclinación (γa):
Hay tres tipos de fresas en función de la combinación de los ángulos de
desprendimiento e inclinación. Determinan de qué manera trabaja la
herramienta y ejercen un efecto considerable sobre la capacidad de corte,
salida de viruta, duración de la herramienta y fuerza de corte, dirección y
magnitud.
γa positivo, γr positivo.
 Mínimas fuerzas de corte.
 Poco consumo de potencia.
 Formación de viruta ventajosa para su extracción.
 Buena solución para materiales dúctiles que presentan problemas de filo
de aportación.
 Ventajoso para el mecanizado de piezas no muy estables.

ΓA negativo, ΓR negativo.






Robustez en los filos de las plaquitas.
Ideal para mecanizar con choques.
Gran consumo de potencia.
Se necesita rigidez de fijación de la pieza.
Desventajoso para materiales de viruta larga.

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ΓA positivo, ΓR negativo.





Ideal para profundidades de corte grandes.
Buen desalojo de viruta.
Filo muy robusto.
Buena solución para mecanizados en general.

1. TAMAÑO DE LA PLAQUITA:


Se recomienda que la profundidad de corte no exceda las 2/3 de la
longitud de la arista de corte.



El tamaño de plaquita más habitual es de 12 mm.

2. DIÁMETRO DE LA FRESA:


Normalmente



El diámetro de la fresa debe guardar la relación correcta a la potencia de
accionamiento disponible.
No esconveniente disminuir el avance en vez del diámetro de la fresa
para reducir la potencia.
El mecanizado más económico se obtiene seleccionando el mayor de
los avances recomendados al respecto.
En algunos casos puede ser más ventajoso seleccionar una fresa de
menor diámetro y cubrir el ancho en dos pasadas.
Se debe evitar que el ancho de fresado sea igual al diámetro de la fresa.
El diámetro de la fresa no debe sobrepasar el doble del diámetro del







se

aplica

husillo. (Tendencia a vibraciones).
19


3. PASO DE LA FRESA:
El espesor mínimo de la viruta debe ser superior al mínimo y por lo menos dos
filos deben estar cortando simultáneamente. Además, el espacio entre dientes
debe ser suficiente para permitir el alojamiento de la viruta producida.
 PASO GRANDE:



Para pasadas profundas en piezas grandes.
Para desbastes y acabados de acero.

 PASO NORMAL:



Para mecanizado en general, cuando la potencia de la máquina no limita
el avance de la plaquita.
Para fresado de superficies estrechas, en el cual es conveniente que
haya más de un diente en corte.

 PASO REDUCIDO:



Mecanizado de fundición con grandes avances y en piezas con sujeción
débil con riesgo de vibración.
Generan buenos acabados superficiales.

El cuerpo cónico se fija en el husillo y, en el alojamiento del portapinza, se mete
la pinza que es fijada por la tuerca. Al apretar la tuerca no sólo se fija la pinza
sino también se aprieta la pieza al ser presionado el asiento cónico de la pinza.

Algunos tipos de portapinzas, por su diseño, traen también una contratuerca,la
que permite fijar posición definitiva de apriete de la pinza y de la pieza.

20


4. POSICIONAMIENTO DE LA FRESA EN EL FRESADO
FRONTAL:
El contacto inicial entre el filo de corte y la pieza puede ser muy desfavorable
según la posición de la fresa con respecto a la pieza.
El grafico muestra consideraciones con respecto a la posición de la fresa.

El perfil de los dientes de las primeras es casi triangular mientras que el de las
segundas se acerca más a un rectángulo; están construidos de tal manera que
todas las secciones rectas del diente que pasan por el eje de la fresa tienen el
mismo perfil.

21


5. PARÁMETROS DEL FRESADO.
1) VELOCIDAD DEL HUSILLO “n” (rpm):
Velocidad angular de la herramienta de fresado en el husillo.

2) VELOCIDAD DE CORTE vc (m/min):
Velocidad periférica con la que los filos de corte mecanizan la pieza.

3) VELOCIDAD DE AVANCE vf (mm/min):
Distancia recorrida por la herramienta contra la pieza por unidad de tiempo.

Los dientes de las primeras se afilan por su cara superior borde o lateral y los
de las segundas únicamente por su cara frontal. Esto hace que las
dimensiones de las ranuras hechas con fresas de dientes fresados vayan
disminuyendo con el afilado de los mismos y las de las hechas con las fresas
destalonadas sean siempre las mismas hasta el completo desgaste de los
dientes

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4) AVANCE POR REVOLUCIÓN f (mm/rev):
Distancia que se mueve la herramienta durante una rotación.

5) AVANCE POR DIENTE fz (mm/diente):
Distancia que recorre la herramienta mientras un diente en concreto está
implicado en el corte.
Es un valorclave para determinar la calidad de la superficie en una operación de
planeado.

23


6) PROFUNDIDADES DE CORTE AXIAL aa (mm) Y RADIAL ar (mm)

6. FUERZAS EN EL FRESADO.
FUERZAS EN EL FRESADO: Variables en dirección y magnitud:





Vibraciones.
Deformaciones en las piezas y las herramientas.
Problemas para la sujeción de piezas y herramientas.
Normalmente se trabaja con el valor medio. para ello se supone que la
viruta arrancada tiene espesor constante.

Un espesor de viruta muy pequeño al iniciarse el corte, crea fuerzas que
tienden a separar la pieza de la mesa.
La plaquita ejerce un efecto de fricción, provocando serios desgastes.

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Se debe garantizar un espesor medio de viruta:
FRESADO FRONTAL

FRESADO PERIFÉRICO

SECCIÓN MEDIA DE VIRUTA:

FUERZA MEDIA DE LOS FILOS CORTANTES:

KSM es el valor medio de la fuerza específica de corte.
 Se consulta en tablas.
 Se ajusta en función de la geometría de la herramienta. Su valor
aumenta un 1.5% por cada grado que disminuye el ángulo de
desprendimiento.
 Se ajusta en función del espesor de viruta.

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Par de corte M

Donde zCORTE es el número de dientes cortando en un momento dado (valor
medio).

Sustituyendo zCORTE y FTM se obtiene:

26


Potencia de corte P
P = M .ω

7. SUJECIÓN DE LAS PIEZAS.

Modo 1: sujeción con mordazas o tornillos de máquina




La pieza se sujeta por presión.
Accionamiento mecánico, neumático o hidráulico.
Tipología en función de los grados de libertad:
-Mordaza sencilla
-Mordaza giratoria
-Mordaza universal

27


Modo 2: sujeción conplatos divisores





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

Modo 3: sujeción directa sobre la mesa




Empleado para piezas grandes.
La pieza se fija mediante el uso de bridas, tornillos, calzos, cuñas, etc.
Importante direccionar adecuadamente los esfuerzos.

Modo 4: sistemas de sujeción modulares





Basados en una placa base con agujeros o ranuras.
Los elementos de sujeción (bridas, posicionadores,
estandarizados).
Sistema flexible, adaptable a multitud de piezas.

etc. están

Debido a la estandarización, son configurables por CAD.

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8. OPERACIONES DE FRESADO. HERRAMIENTAS.










Planeado.
Planeado en escuadra.
Escuadrado.
Ranurado.
Canteado.
Alojamientos o vaciados.
Copiados.
Ranuras y cortes.
Chaflanes.

Las fresas se construyen generalmente de acero duro al carbono, o bien de
acero rápido o extrarápido.
El acero al carbono es económico en las fresas que se utilizan muy de
tarde en tarde; el acero rápido es conveniente siempre que las fresas
tengan mucho uso.
Los dientes postizos de las fresas pueden ser de acero rápido o de metales
duros (widia). El acero rápido se emplea en cuchillas independientes, la
widia en esta forma o soldada a la masa de la herramienta.

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Planeado y planeado en escuadra:




Intención: generar superficies planas.
Planeado en escuadra: se utiliza una fresa paraplanear con ángulo de
posición de 90s.
Por lo general es más ventajoso utilizar un ángulo de posición menor
inclinación del husillo en el planeado:

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Objetivo: evitar el corte en retroceso: estropea el
acabado superficial.

Escuadrado y canteado:






Fresado fundamentalmente lateral, con capacidad añadida de
profundidad de corte (planeado).
Caso particular: canteado. Fresado completamente lateral.
Espesor y profundidad de los cortes determinan el tamaño de la
herramienta.
Problema importante de evacuación de viruta (aire comprimido, líquido
refrigerante)
Distintos tipos de fresas en función de la profundidad de corte requerida.

31


Alojamientos o vaciados:





Taladrado hasta una determinada profundidad y fresado posterior.
O bien fresado en rampa en varios cortes.
Para taladrar es necesario que los filos de corte atraviesen el centro de
la herramienta.
Fresas muy polivalentes: aplicables a taladrados y/o ranurados.

32


Copiados o contornos:


Fresas para ranurar con filo de corte redondo, necesario para
mecanizado continuo de formas convexas y cóncavas:
o Fresas de punta esférica.
o Fresas de plaquitas redondas (limitaciones).

33


Ranuras y cortes:





Se utilizan fresas de disco en lugar de fresas de ranurar.
Diferencia: relación profundidad/longitud.
Esfuerzo de corte sólo en una pequeña parte de los dientes: vibraciones.
Solución: volantes de inercia.

Las fresas pueden estar hechas para ser fijadas al árbol portafresas o bien
para ser montadas en el extremo del eje. En este último caso pueden estardotadas de su propio mango cilíndrico o cónico, o venir preparadas para
adaptarlas a un mango distinto por medio de una rosca que lleva la misma
fresa, o por medio de un tornillo de presión.
Cuando las fresas van en el eje portafresas, deben ir de con chavetas para que
no resbalen. Si tienen mango cilíndrico, este mango se sujetará con las pinzas
correspondientes. Si tienen mango cónico se habrán de fijar al eje, ya
directamente o ya por medio de un solo mango

34


35


Chaflanes:





Operaciones típicas: chaflanes o cortes en forma de V.
Normalmente herramientas específicas.
A veces herramientas de planear o ranurar mediante giro del husillo.
En ocasiones se emplean limas (trabajo por abrasión).

Torno-fresado:




Combinación de ambos procesos.
Una fresa rotativa mecaniza una pieza que gira.
Aplicaciones:
Formas excéntricas (cigüeñales, etc).
Piezas con elementos que sobresalen.
Piezas que no pueden girar a gran Velocidad.
36


GEOMETRIA DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE.
Selección de herramientas para el cilindrado exterior
En este punto se tomarán los elementos necesarios, basándose en un
catálogo de herramientas de tornear.

OBJETO

PLAQUITA

DESIGNAC
l
IÓN
DCGX 11 T3
04-AL

11

s

r

3.97

4.7
6

37


OBJETO

DESIGNACIÓN h

MANGO
EXTERIOR

SDJCR/L
2020K11

h1 b

l1

l3

f1 r

20 20 20 125 26 26 0.8

38


Herramientas de Ranurar

OBJETO

DESIGNACIÓN la

r

Tamaño
del
l1
asiento

PLAQUITA N151.2-200-G 2.00 0.2 20

OBJETO

DESIGNACIÓN

MANGO DE L 151.21RANURADO 1616-20

Tamaño
Dmaxdel
b
asiento

15

20

Alfapf 0gb

4.4 4s

F1

h

h1 l1

2

l3

16 16.25 16 16 100 20.5

39


Selección de herramientas para el fresado

OBJETO

DESIGNACIÓ
N

Dcmí
Peso
l3
n-máx
(Kg)

BARRA
PARA
MANDRI
NAR

R429.90-17040-09-AC

17-23

4
0.04
0

Dm

D21

L1

lambda

12

11

65 -6

40


OBJETO

DESIGNACIÓN la ar

PLAQUITA

L154.0G16CC01-110

d1 iC

s

z

1 1.30 4.4 9.525 3.97 0.05

41


OBJETO

DESIGNACIÓN h

MANGO DE
RANURADO

L 166.4FG1616-16

h1 b

l1

l3

f1

16 16 16 100 21.4 20

Durante cada revolución los dientes de la las fresas sólo están una parte de la
revolución desprendiendo viruta el resto del tiempo giran en vacío y pueden
refrigerarse.

42


ANEXOS

 Fresado de Ranuras Espirales
En el fresado de ranuras (ranuras helicoidales), como por ejemplo en la
fabricación de fresas con un dentado especial, de escariadores, de brocas
espirales, así como de brocas helicoidales, es necesario que el útil realice
durante el proceso de fresado un movimiento rectilíneo y uno de rotación.
El movimiento rectilíneo de avance se realiza por medio del husillo de mesa. El
movimiento uniforme de giro se produce partiendo del husillo de mesa, a través
de ruedas de cambio, ruedas cónicas, ruedas rectas, disco de agujero, clavija
divisora, tornillo sin fin y rueda helicoidal, sobre el husillo del cabezal divisor
(Figura 26). No pueden proveerse de ranuras espirales nada más que las
piezas cuya división pueda realizarse por el método indirecto. En el fresado de
ranuras helicoidales hayque elegir la relación de dientes de las ruedas de
cambio de tal modo que el avance de la mesa para una revolución completa de
la pieza sea igual al paso pedido para la hélice.

43


 Fresadora C.N.C.
-

-

Control Numérico, Robótica, Mecatrónica
Fresadora Vertical CNC F5B30X15.
Es una fresadora de uso medio y pesado. Su estructura masiva de más
de tres toneladas le da gran rigidez para maquinados de materiales
duros.
El cabezal engranado cuenta con un motor de 5 HP y tiene una amplia
carrera vertical (600 mm), lo cual permite maquinar piezas voluminosas.
Las guías prismáticas (cuadradas) en los tres ejes, le dan precisión y
rigidez.

Cuenta con sistema neumático de cambio de herramienta, con el que el cambio
de una herramienta a otra ama unos cuantas segundos, sistema de
enfriamiento de la herramienta, lubricación centralizada programable.
El sistema de control de SIEMENS proporciona interpolación simultánea en los
3 ejes, movimiento continuo con función 'look ahead', ciclos de taladrado,
maquinado de cavidades, etc. y tiene capacidad de DNC

Es la creación de una cara totalmente plana. La fresa avanza durante toda la
cara a aplanar, eliminando material. Dependiendo de la dirección del eje de la
fresa el aplanado tiene diferentes nombres. Si el eje de la fresa está en una
dirección paralela a la cara a planear, estamos hablando de un
PlaneadoJonydown Según ISO

44


Equipo

Fresadora CNC Viwa

Modelo

F5B30X15

Características de
la fresadora

Equipo

Fresadora de mesa fija, guías
cuadradas en ejes X,Y,Z

Mesa

800 x 600 mm

Carrera x-y-z600 x 400 x 600 mm

Cono

BT 40

Motor

5 HP trifásico

Velocidades

800-4000 rpm, con dos gamas
de velocidades

Husillos

De bolas rectificados de alta
precisión en ejes X e Y, Clase
3, desviación máxima de
0.0005 in en 12 in

Incluye

Cubiertas metálicas para su
protección, lámpara halógeno,
bomba para líquido de corte y
para lubricación de guías.

Control de
velocidad del
cortador

Controlado electrónicamente
desde el controlador (opcional)

Sistema de
control CNC

SIEMENS 802S u 802D

45


Fresadora C.N.C.

Aplicación: trabajos de taladrado, agujereado, troqueles, maquinados en
general, modelos y moldes pequeños en metales preferentemente blandos.

El CNC tiene sus orígenes de la intención de la industria de elevar la
producción. Desde tabletas de madera perforadas, pasando por
accionamientos mecánicos hasta el CNC y los programas de CAD/CAM.
El hombre que empezó a diseñarlo fue John T. Parsons (1913-2007) en las
fábricas de Detroit, y aún hoy en día se está mejorando continuamente. El CNC
consiste en unos códigos de letras y números que, combinados, provocan el
movimiento de los ejes de la máquina. Las letras indican un comando
específico, y los números suelen ser los valores deseados.
Actualmente el CNC se utiliza para muchas otras operaciones, como por
ejemplo en grúas automáticas o en los vehículos bélicos, como la recarga de
munición en los tanques.

46


CONCLUSIONES



Las máquinas fresadoras pueden ejecutar una gran cantidad de
operaciones complejas, como cortes de ranuras, planificación,
perforaciones,encaminado, etcétera, siendo el cabezal universal divisor,
una pieza muy importante, para que esta máquina herramienta realice
estas tareas. El conocimiento de este elemento nos capacita para
entender, analizar y estudiar una de las máquinas herramientas más
versátiles y usadas de la industria.



La fresadora en la que nos basamos era una fresadora universal, pero
los principios básicos de funcionamiento son los mismos y nos sirven de
mucho para prepararnos como futuros profesionales en el campo de la
industria orientada a los procesos metalmecánicos de arranque de
viruta.



La utilización de las fresadoras a sido de gran ayuda en el trabajo
industrial ya que nos permite un mejor acabado en las diferentes piezas
que se fabrican que se utilizan en la vida cotidiana así, como también el
mejoramiento en su calidad y presentación y precisión. El manejo de la
fresadora requiere de personal capacitado para que conozca y
determine la materia prima a utilizar dependiendo del producto a realizar.



Es muy importante que el operador de estas maquinarias conozca las
medidas de seguridad que hay que tener al iniciar o poner en marcha
este tipo de maquinaria así como también al término del trabajo darle el
mantenimiento adecuado para su mejor utilización.



Después del estudio y realización de este trabajo, se puede llegar a la
conclusión que la fresadora es la máquina herramienta mas compleja en
el área de maquinarias por los innumerables usos y aplicaciones que se
pueden realizar para el mecanizado de piezas

47


REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BOOTHROYD, G.“FUNDAMENTOS DEL CORTE DE METALES Y
DE MAQUINAS-HERRAMIENTAS” – MCGRAW HILL.
SANZ GLARIA I. V. “TEORIA DEL CORTE DELOS METALES”
SER. PUB. E.T.S.I. - CAMINOS. SANTANDER
MICHELETTI, G. “MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA” –
BLUME
GROOVER M. FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA.
MATERIALES, PROCESOS Y SITEMAS. ED. PRENTICE HALL –
HISPANOAMERICA S.A. – 1996
REVISTA SCIENTIA ET TECHNICA AÑO XII Ns 30 – MAYO DE
2006
OPERADOR DE MÁQUINAS – HERRAMIENTAS. FRESADO
BÁSICO. SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE, SENA
(ATLÁNTICO).
I.N.C.E. MECÁNICA GENERAL. FRESADO TECNOLOGÍA. SERIE
6324, CARACAS VENEZUELA.
A.
LEYENSETTER.
“TECNOLOGÍA
DE
LOS OFICIOS
METALÚRGICOS”. EDITORIAL REVERTÉ, S.A, ESPAÑA 1973.
BIBLIOTECA PROFESIONAL (E.P.S).”TECNOLOGÍA MECÁNICA”,
EDICIONES DON BOSCO, ESPAÑA 1979.
F. BARBASHOV. “MANUAL DEL FRESADOR”, EDITORIAL MIR,
URSS, 1981.

48


INDICE

INTRODUCCION……………………………………………………1
OBJETIVOS…………………………………………………………..….3





Objetivos Generales…………………………………………3
Objetivos Específicos…………………………………………….3
Descripción de Costos Básicos…………………………….4
Descripción de Costos Variables……………………………..…4

CAPITULO I……………………………………………………………5
 Conceptos Generales………………………………………….…5
 Partes de una Fresadora………………………………………6
 Clasificación…………………………………………………….8
CAPITULO II…………………………………………………………….13
 Tiposde Fresado………………………………………………13
 Geometría de las Herramientas de Corte……………………..36
ANEXOS…………………………………………………..………….…42
CONCLUSIONES………………………………………………………46
REFERENCIASBLIOGRÁFICAS…………………………………….47
INDICE…………………………………………………………………..48