domingo, 24 de julio de 2016

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República Bolivariana de Venezuela
Instituto Politécnico Santiago Mariño

Ingeniería Industrial, Procesos de Manufactura









PROCESOS DE MECANIZADO MEDIANTE EL USO DE FRESADORA




Profesor: Alcidez cadiz                                            Alumna:Johanna Bertho




Puerto Ordaz, 2016

La fresadora

Las fresadoras: son máquinas herramientas cuya función principal se puede ejecutar a través discos o cilindros de acero, llamados fresas, provistos de dientes cortantes.



 El fresado se emplea para la obtención de 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. En un sentido de producción las fresadoras se encargar de dar formas a diferentes piezas de diferentes materiales para obtener un producto final, que pueda ser lanzado al mercado o que ayude en algún otro proceso de manufactura, para la empresa que lo requiera.

Ejemplos de fresado 




Uso y Aplicaciones Especificas de las Fresadoras

 Fuerzas de corte principal, en los fresados tipos cilíndricos 
 En los fresados de tipo cilíndrico la fuerza de corte principal radica en el disco de diente de tipo helicoidal con esto se busca fresar superficies planas.







Fuerzas de avance en el  fresado tipo frontal
 En el fresado frontal el eje de la fresa tiene posición perpendicular a la superficie a trabajar de la pieza. El fresado frontal es más económico que el cilíndrico porque siempre hay varios dientes cortando, la fresa puede refrigerarse mejor y la sección de viruta es casi constante.






Velocidades de corte
 La velocidad de corte es la que permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero que acelera el desgaste de la herramienta, es decir, al acelerar a mas metros/minutos que es la unidad de la velocidad de corte, el desgaste de la fresa mas rápido.

 Hay algunos factores que influyen en la velocidad de corte, tales como:

 • Calidad del material de la fresas y las dimensiones. 
 • Calidad del material que se va trabajar.
 • Avance y profundidad tipo de montaje de la herramienta.



Velocidad de avance 
 La velocidad de avance es la relación que tiene entre la pieza y la herramienta, es decir es la velocidad con la velocidad con que progresa el corte al momento de fresado, el avance en el mecanizado va depender también de los dientes de la fresa, y la rotación de la herramienta en la imagen se muestra la relación ya antes mencionada.





velocidad de corte, avance y profundidad de corte






Diámetros de las Fresas

Diámetro de Fresas.  Dc (mm)

El diámetro de la fresa (Dc) se mide sobre el punto PK, la intersección del filo principal con la faceta paralela.

Dc es el diámetro que suele aparecer en el código de pedido, a excepción de CoroMill 300, donde se utiliza D3.

El diámetro más importante que se debe considerar es (Dcap), el diámetro eficaz de corte a la profundidad de corte real (ap), se utiliza para calcular la velocidad de corte verdadera (ve).

D3 es el diámetro más grande de la plaquita, para algunas fresas es igual a Dc.



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.
·         Por tipo de construcción.
 Por tipo de superficie o perfil de incidencia de la fresa.
·         Por la forma de los canales entre los dientes.
·         Por la dirección de corte de las fresas.
·         Por el montaje o la fijación de las fresas en la fresadora.

Tipos de Fresadoras
1- Fresadoras según la orientación de la herramienta:
2- Fresadoras especiales:
3- Fresadoras según el número de 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.

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.


 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.​

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.


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.



Herramientas Empleadas en el uso del Fresado



Las herramientas de fresar se caracterizan por su diámetro exterior, el número de dientes, el paso de los dientes (entendido por paso la distancia que existe entre dos dientes consecutivos) y el sistema de fijación de la fresa en la máquina.


Las herramientas de corte más utilizadas en una fresadora se denominan fresas, aunque también pueden utilizarse otras herramientas para realizar operaciones diferentes al fresado, como brocas para taladrar o escariadores. Las fresas son herramientas de corte de forma, material y dimensiones muy variadas de acuerdo con el tipo de fresado que se quiera realizar. Una fresa está determinada por su diámetro, su forma, material constituyente, números de labios o dientes que tenga y el sistema de sujeción a la máquina.

Las herramientas de fresar se caracterizan por su diámetro exterior, el número de dientes, el paso de los dientes (distancia entre dos dientes consecutivos) y el sistema de fijación de la fresa en la máquina. En las fresadoras universales utilizando los accesorios adecuados o en las fresadoras de control numérico se puede realizar la siguiente relación de fresados.


Potencias de Corte Presentes en el Fresado


Potencia de corte 
La potencia de corte es la habitual para efectuar algún tipo de mecanizado, es palabras simples es la fuerza de trabajo que posea la fresadora y su es expresada en kilovatios.

Potencia de Corte Principal.
 La potencia de corte (Pc) necesaria para efectuar un determinado mecanizado habitualmente se expresa en kilovatios (kW) y se calcula a partir del valor del volumen de arranque de viruta, la fuerza específica de corte y del rendimiento que tenga la fresadora. Esta fuerza específica de corte (kc) es una constante que se determina en función del tipo de material que se está mecanizando, la geometría de la herramienta, el espesor de viruta, entre otras.


Potencia de Avance.
 La potencia de avance en el fresado es relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance y el radio de la punta de la herramienta de corte son los dos factores más importantes de los cuales depende la rugosidad de la superficie obtenida en el fresado.




Conclusion

Mediante el fresado es posible mecanizar los más diversos materiales como madera, acero, fundición de hierro, metales no férricos y materiales sintéticos, superficies planas o curvas, de entalladura, de ranuras, de dentado, etc, ya que la fresadora es la maquina herramienta mas compleja en el área de maquinarias por los innumerables usos y aplicaciones que se pueden realizar para el mecanizado de piezas, para el  Ingeniero es muy importante el conocimiento de los diferentes tipos de herramientas así como materiales que se utilizan en los diversos procesos de mecanizado, ya que a través de estos conocimientos le sera  mucho mas útil la comprensión y el comportamiento general de las maquinas.


las fresadoras han sido de gran ayuda en el trabajo industrial cotidiano; ya que permite obtener un mejor acabado en los trabajos y piezas a fabricar.


 Estas maquinas deben ser operadas a Velocidades Angulares (RPM) requeridas y bajo un régimen correcto de avance para cualquier material a ser mecanizado; ya que las velocidad y avances excesivos puedes ocasionar ruptura de las herramientas de corte.

Se debe conocer las diversas medidas de seguridad e higiene que se deben de optar al momento de poner en marcha este tipo de maquinaria y al termino de cada operación darle su mantenimiento preventivo y correctivo para así evitar posibles fallas y deterioro.

Bibliografia

  • Velocidad angular - Wikipedia, la enciclopedia libre es.wikipedia.org
  • http://www.sandvik.coromant.com/es-es/knowledge/milling/getting_started/milling_different_materials/steel_milling/pages/default.aspx 
  • http://es.wikipedia.org/wiki/Fresa_(herramienta)#Herramientas.
  • http://www.sandvik.coromant.com/es-es/knowledge/milling/getting_started/milling_different_materials/cast_iron_milling/pages/default.aspx