LA MAQUINA FRESADORA

ANTECEDENTES BREVES DE LAS FRESADORAS

TIPO DE FRESADORAS

• Es imposible fijar con exactitud el nacimiento de la fresadora o de la técnica del fresado. Hay indicios de que en el siglo XVIII se fabricaron en Francia las primeras herramientas de fresar, las cuales, acopladas a tornos de pedal, facilitaban el tallado de engranajes. Hay, sin embargo, un cierto consenso historiográfico en señalar al americano Eli Whitney (1765-1825) como el inventor de la fresadora moderna.

Fresadora Manual.

La máquina Fresadora más sencilla es la operada manualmente.

Puede ser del tipo de columna y ménsula (también conocida como “de superficie”) o del de mesa montada en bancada fija (también conocida como “vertical de banco”).

Estas máquinas tienen un eje o husillo horizontal donde se monta la fresa. La mesa de trabajo permite los tres movimientos sobre el eje cartesiano.

Fresado Frontal:

• El eje de la fresa es normal a la superficie de trabajo. La fresa corta no solamente con los dientes de su periferia, sino también con los frontales. Las virutas son de espesor uniforme.

Constitución de la maquina de fresar

La forma y el tamaño de las piezas de trabajarse determinan para que el mecanizado resulte económico, maquinas fresadoras de constitución diversas.

Fresadoras universales.

• Son similares a las fresadoras planas, diferenciándose de éstas en que una mesa articulada pivota sobre el carro y soporta y guía la mesa. Por este hecho la mesa puede ser girada en un plano horizontal hasta 45º. Este tipo de fresadoras no es adecuado para trabajos pesados, porque las guías de la corredera son cortas, a fin de que el carro al girar no tropiece con el cuerpo. De esta manera, además de la poca estabilidad del carro daría lugar a un rápido desgaste en forma convexa, de las guías. También poseen caja de velocidades y son accionadas por un motor individual.

Fresadora Horizontal.

Este tipo también tiene el eje porta fresa en horizontal, en el que se montan fresas cilíndricas. Dicho eje cuenta con un soporte exterior, para graduarse, junto al cabezal. Este soporte se apoya en dos lugares. Por un lado, sobre el mismo cabezal. (El cabezal es pues el encargado del desplazamiento vertical). Y por el otro, sobre el carnero (un rodamiento ubicado en el puente deslizante).

Para trabajos específicos, por ejemplo el labrado de ranuras paralelas, el husillo permite que se monte un tren de fresado, que no es otra cosa que una pieza que contiene varias fresas que trabajan en conjunción.

Fresadora Vertical.

En este tipo de fresadoras, el eje está orientado verticalmente, perpendicular a la mesa. Cuenta con la posibilidad de realizar un pequeño desplazamiento tipo axial, ideal para facilitar el labrado escalonado o en escalada.

Las fresas montadas en el husillo, giran sobre su eje. Son del tipo cilíndrico frontal.Su cabezal es semejante al de las máquinas taladradoras.

En la forma de operar, las fresadoras verticales son similares a las máquinas perfiladoras o vaciadoras.

Fresadora vertical de banco fijo o bancada.

Son de construcción robusta. El banco es una única pieza, fundida, rígida y de gran peso; encargado de soportar la mesa de trabajo.

La clasificación de simplex, duplex y triplex; tiene que ver el número de cabezales con los que viene equipada la máquina.

En algunos modelos, el carro es giratorio, igual que el de las fresadoras universales.Por la disposición de su eje, este tipo de fresadoras es adecuado para acanalar y hacer ranuras, de considerable profundidad; en trabajos de larga duración.

Fresadora vertical de torreta o consola.

La particularidad más interesante de este tipo de fresadoras, es que el husillo no se mueve durante el corte o labrado de la pieza.La mesa posee movimiento longitudinal y perpendicular, en relación al husillo.

Fresadoras Especiales.

El único denominador común del grupo de fresadoras encerrado en este tipo es que, todas ellas, tienen características especiales.Entre ellas, las formas constructivas varían en gran proporción. Ello es debido a las particularidades de los distintos procesos de fabricación para los que han sido pensadas.

Fresadora Circular.

Las fresadoras circulares admiten la posibilidad de trabajar con uno o varios cabezales verticales, de forma que cada uno pueda ejercer una función distinta, durante el proceso de fabricación.Disponen de una gran mesa circular, giratoria, sobra la cual sucede el desplazamiento del carro portaherramientas.Con este tipo especial de fresadoras, puede mecanizarse una pieza en un lado y montar y desmontar piezas, en el otro; al mismo tiempo.

Fresadora Copiadora.

Tal cual indica su nombre, este tipo especial de fresadoras está ideado para reproducir copias de un modelo, en las piezas a mecanizar. Con tal fin, disponen de dos mesas: una de trabajo, donde está sujeta la pieza a fresar, y la otra, auxiliar, sobre la que se sitúa el modelo a copiar.El movimiento del eje, en las fresadoras copiadoras, ocurre en sentido horizontal, únicamente. El eje está situado perpendicular a la mesa, en un mecanismo similar al de un pantógrafo.

Fresadora de Pórtico.

Las fresadoras especiales de pórtico, (también conocidas como de puente), tienen dos movimientos: vertical y transversal. La pieza a labrar posee, a su vez, movimiento longitudinal.El eje o cabezal portaherramientas está situado, verticalmente, sobre una estructura formada por dos columnas, ubicadas a ambos lados de la mesa.

Su uso principal es la elaboración de piezas de grandes dimensiones, por ejemplo, coronas y tornillos sinfín, engranajes cilíndricos o helicoidales, o platos de transmisión a cadena.

Fresadora de Puente Móvil.

Se denomina así al tipo especial de fresadoras en las que la mesa permanece inmóvil y el movimiento sucede en la herramienta, que se desplaza a lo largo de la pieza a mecanizar, por medio de una estructura similar a la de un puente grúa.Su uso principal es el de la mecanización de piezas de gran tamaño, por ejemplo las destinadas a aeronáutica o algunos modelos para fundiciones.

Fresadoras para madera.

Las fresadoras de este tipo son máquinas portátiles que utilizan una herramienta rotativa para fresar superficies planas de madera. Están preparadas para soportar un gran número de horas de trabajo en la madera o sus derivados.

Las fresadoras para madera se utilizan principalmente en labores de bricolaje y ebanistería. Pueden elaborarse cajeados (necesarios para alojar bisagras o cerraduras), ranura dos (amachimbrados o juntas de cola), perfiles (molduras, etc.), grabados en 3D y cortes de cualquier tipo.

Fresadoras CNC

Las fresadoras con control numérico por computadora (CNC) son un ejemplo de automatización programable. Se diseñaron para adaptar las variaciones en la configuración de productos. Su principal aplicación se centra en volúmenes de producción medios de piezas sencillas y en volúmenes de producción medios y bajos de piezas complejas, permitiendo realizar mecanizados de precisión con la facilidad que representa cambiar de un modelo de pieza a otra mediante la inserción del programa correspondiente y de las nuevas herramientas que se tengan que utilizar así como el sistema de sujeción de las piezas.

ACCESORIOS DE LAS FRESADORAS

• Dispositivos de adición de ejes: cabezal multi angular (permite orientar el eje del portaherramientas), divisor universal Este dispositivo se fija sobre la mesa de la máquina y permite realizar operaciones espaciadas angularmente respecto a un eje de la pieza a mecanizar. Se utiliza para la elaboración de engranajes, prismas, escariadores, ejes ranurados

• Prensas o Morsas Es una herramienta que sirve para sujetar firmemente piezas o componentes que se requieren mecanizar. Es un conjunto metálico que tiene dos mordazas, una de ellas es fija y la otra se abre y se cierra cuando se gira con una palanca un tornillo de rosca cuadrada. Las mas utilizadas en el fresado son las de base fija y las de base giratoria Base Fija BaseGiratoria

• Bridas Son accesorios utilizados en el área mecánica para sujetar o fijar piezas o componentes que serán sometidos a un proceso de mecanizado

• ▪ Bloques en “V” Es un accesorio que se utiliza para fijar o sujetar piezas cilíndricas o placas angulares para realizar chaflanes y utillajes de diseño especial

• ▪ Dispositivos Magnéticos Son accesorios que permiten fijar magnéticamente las piezas o componentes a los que se les realizará un trabajo de mecanizado permitiendo una mayor rapidez en el montaje y desmontaje de las mismas.

• ▪ Dispositivos para sujeción de herramientas: ejes porta-fresas( se usan para sujetar la fresa y a la vez para transmitirle movimiento que recibe del husillo, se construyen de acero duro aleado) largos y cortos, eje porta-pinzas y juego de pinzas.

PROCESO DE FRESADO

• La fresa en forma de rodillo corta solamente con dientes dispuestos en su periferia. Se distinguen aquí el fresado a contra dirección y el fresado paralelo. En ambos procedimientos de trabajo se arrancan al material virutas en forma de coma.

• En el fresado en contra dirección el sentido del giro de la fresa y el del avance de la pieza son encontrados. La fresa desliza primeramente sobre la pieza y solamente después de esto penetra más y más en el material.

MAQUINAS NO CONVENCIONALES

• Mecanizado ultrasónico

El mecanizado ultrasónico (Ultrasonic Machining) (USM) es un proceso de índole mecánica en el que se remueve material de la pieza dejando una forma específica en ella. Para ello la herramienta vibra a 20 kHz y gira a unos 5 krpm, todo ello en acompañado por un líquido abrasivo que además sirve para refrigerar la pieza, los materiales normalmente usados son el Acero, acero inox, y molibdeno, etc. La forma de la herramienta es importante para que no recoja energía, la punta nunca toca la pieza que suele ser de materiales dúctiles, el material abrasivo (contenido en una pasta) es el que realmente se come el material, normalmente las partículas de abrasivo suelen ser duras, como por ejemplo diamante, nitruro cúbico de boro, carburo de boro, carburo de silicio y óxido de aluminio, de esto el más usado es el carburo de boro. El equipo puede ser usado en distintas variantes, ya sea en un torno para mejorar la versatilidad de la máquina.

El electroerosión consiste en la generación de un arco eléctrico entre una pieza y un electrodo en un medio dieléctrico para arrancar partículas de la pieza hasta conseguir reproducir en ella las formas del electrodo. Ambos, pieza y electrodo, deben ser conductores, para que pueda establecerse el arco eléctrico que provoque el arranque de material.

Arco eléctrico

Para unir dos metales de igual o parecida naturaleza mediante soldadura eléctrica al arco es necesario calor y material de aporte (electrodos). El calor se obtiene mediante el mantenimiento de un arco eléctrico entre el electrodo y la pieza a soldar (masa)

En este arco eléctrico a cada valor de la intensidad de corriente, corresponde una determinada tensión en función de su longitud.

Maquina de electrones

• Esta tecnología se basa en la generación de un rayo láser de alta potencia que es dirigido contra la pieza mediante un sistema de espejos de alta precisión. La energía térmica generada por la radiación es suficiente para volatilizar el metal de una forma controlada y precisa. Esto hace que sea una alternativa a diferentes procesos de fabricación, algunos de los cuales se han mencionado aquí, como el corte de planchas de material, el taladrado de agujeros muy pequeños, la soldadura y el marcado de piezas. También se está aplicando al mecanizado de figuras mediante la erosión del material por capas para obtener la geometría y profundidad deseada. En este caso su aplicación suele ser en piezas pequeñas.

Mecanizado electroquímico

Es un proceso por donde el material se elimina por disolución anódica del mismo en una corriente rrapida de electrolitos

Fresado químico

• El ataque químico húmedo también conocido como fresado químico es una técnica de remoción de material, la cual se fundamenta en la eliminación de material no deseado por ataque de una sustancia química activa, como puede ser una solución acuosa acida o alcalina

MAQUINADOS CON CHORRO ABRASIVO

Este maquinado es un proceso mecánico para el corte de materiales duros y quebradizos. Esto es similar a una ráfaga de arena, utilizando pequeñas partículas de abrasivo muy finas y control de cierre a baja velocidad. Por medio el aire se llevan partículas abrasivas que chocan en la pieza a velocidades alrededor de 900 a 18000 m/min. Se utilizan para el corte, polvos de óxido de aluminio o carburo de silicio mientras que los polvos ligeros como la dolomía o bicarbonato de sodio se usan para limpieza, grabado o pulido. Los polvos no son recirculados a causa de posible contaminación lo cual es apto a la obstrucción del sistema.

Este maquinado, corta materiales frágiles sin dañarlos. Otros usos incluyen vidrio escarchado, remoción de óxidos en superficies metálicas, rebabado, grabado de modelos, taladrado y corte de secciones finas de metal, corte y moldeo de materiales cristalinos. Este no es adecuado para el corte de materiales blandos porque las partículas abrasivas tienden a embutirse. Comparado con procesos convencionales, la relación de remoción de material es lenta.

PROCESO

Se apunta un chorro de alta velocidad de aire seco (o nitrógeno) con partículas abrasivas a la superficie de la pieza. El choque genera una fuerza concentrada apta para cortar materiales metálicos y no metálicos, para desbarbar o eliminar esquirlas, o para limpiar una pieza con superficie irregular.

Corte por láser

El proceso consiste en la focalización del haz láser en un punto del material que se desea tratar, para que éste funda y evapore lográndose así el corte. El proceso requiere de un gas de asistencia , que se aplica mediante la propia boquilla del cabezal, coaxial al propio rayo láser.

• Aunque la aplicación mayoritaria del corte con láser se da en materiales metálicos, otro tipoe d materiales como goma, vidrio, cuero, o madera son susceptibles de ser cortados con este método. En aplicaciones de corte láser de materiales metálicos debe tenerse en cuenta aspectos como calidad del material o posibles recubrimientos (aceite , óxido, pinturas, etc.) como condicionantes importantes del resultado final.

Corte por plasma

Las técnicas tradicionales de mecanizado emplean máquinas con herramientas afiladas, ya sea para cortar y/o dar forma al material o para eliminar el exceso del mismo. Los ejemplos van desde las fresadoras hasta los tornos y comprenden métodos de mecanizado por abrasión, así como mecanizado con y sin arranque de viruta.Además de estas técnicas, también existen, sin embargo, otras técnicas no tradicionales en los que las operaciones de mecanizado no se realizan con herramientas afiladas, sino que involucran diversas formas de energía. Esa energía puede ser mecánica, térmica, electroquímica o química, por lo que los procesos que las utilizan reciben el mismo nombre.