Tratamientos térmicos del acero

o Identificar
las principales operaciones de mecanizado
en la fresadora.
o Seleccionar las condiciones de operación para ejecutar
un trabajo de fresado.
1. Fresado
2. Tipos de fresadora
3. Análisis de fresado
3.1 Fresado periférico
3.2 Fresado frontal
4. Tiempo de mecanizado
5. Repaso
o Operación
de mecanizado con una herramienta
giratoria de múltiples filos conocida como fresa
(milling cutter).
o El corte es intermitente.
o Típicamente el movimiento de corte se suministra a la
herramienta y el de avance se suministra a la pieza en
forma continua (velocidad de avance).
o La máquina herramienta empleada se conoce como
fresadora (milling machine).
 Aplicaciones:
 Tipos básicos de operación de fresado:
a) Fresado periférico (tangencial – cilíndrico): El eje de la
herramienta es paralelo a la superficie mecanizada.
b) Fresado frontal: El eje de la herramienta es perpendicular a la
superficie mecanizada.
Operación de fresado periférico
Operación de fresado frontal
 Fresadoras horizontales: adecuadas para realizar el fresado periférico.
 Fresadoras verticales: adecuadas para realizar el fresado frontal.
(a)
(b)
Dos tipos básicos de fresadora: (a) horizontal y (b) vertical.
Movimientos del fresado
Geometría de la
herramienta
Velocidad de corte = p · D · N
Fresado periférico
En
el
fresado
tangencial, el espesor h
de la viruta cambia
durante el corte.
El espesor medio hm
depende del avance y
de la profundidad de
corte.
Fresado periférico
Fresado frontal
De acuerdo al sentido de rotación de la fresa con respecto a
la pieza, en el fresado periférico se distinguen dos formas:
a) en oposición – en contra:
(G: fresado ascendente o convencional)
El movimiento de los dientes tiene dirección opuesta al
avance.
b) en concordancia – a favor:
(G: fresado descendente)
El movimiento de los dientes tiene la misma dirección del
avance.
(a)
(b)
(a) Fresado en oposición o ascendente (up milling)
(b) Fresado en concordancia o descendente (down milling)
 Fresado en oposición o ascendente:
o En el proceso de fresado en contra, el movimiento de avance
de la pieza tiene sentido opuesto a la velocidad tangencial de
corte (y al giro de la herramienta). Antes de formarse la viruta,
el filo de la herramienta roza la pieza presionando sobre su
superficie. Con el rozamiento y la alta presión ocurre un alto
desgaste de la superficie de incidencia.
o Este tipo de fresado solo tiene ventajas cuando la pieza
presenta dureza y rozamiento en la zona superficial, por
ejemplo mecanizado de hierro fundido, o cuando el sistema
motriz del avance tiene juego. La viruta formada comienza muy delgada
y aumenta su espesor durante el paso del
diente.
 Fresado en concordancia o descendente:
o En el proceso de fresado a favor, el filo se introduce en la
pieza de golpe. Durante la formación de la viruta, esta se va
reduciendo en espesor y; por tanto, también se reduce la
fuerza de corte. De esta manera, se puede alcanzar un buen
acabado superficial.
o Este proceso tiene ventajas cuando hay siempre un filo
cortando y el sistema motriz del avance no tiene juego.
o También se recomienda en el fresado de material de poco
espesor que podría levantarse de la mesa si lo hacemos en
contra.
La viruta formada comienza muy gruesa y se reduce a través del corte.
 Herramienta:
La fresa (herramienta multifilo).
 Parámetros de la fresa:
d: diámetro
Z: Número de dientes
Ancho
Diámetro del agujero de montaje
 Movimiento principal:
n: rpm de la fresa
 Movimiento de avance:
𝐕𝐟 : 𝐯𝐞𝐥𝐨𝐜𝐢𝐝𝐚𝐝 𝐝𝐞 𝐚𝐯𝐚𝐧𝐜𝐞, 𝐝𝐚𝐝𝐨 𝐚𝐥
𝐦𝐚𝐭𝐞𝐫𝐢𝐚𝐥 𝐨 𝐚 𝐥𝐚 𝐟𝐫𝐞𝐬𝐚

Relación entre la velocidad de corte (Vc) y la frecuencia rotacional (rpm):
mm
rpm
𝝅. 𝒅. 𝒏
𝑽𝑪 =
𝟏𝟎𝟎𝟎
m/min
Velocidad de corte
𝐕𝐟 = 𝐟 . 𝐧
𝑽𝒇 = 𝒇𝒛 . 𝒁 . 𝒏
Velocidad de avance
f = fz . Z
𝑓𝑧 : 𝑎𝑣𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
Z: 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑒𝑠𝑎
 Caudal de viruta:
d
2
𝑄 = 𝐴 . 𝑉𝑓
𝐴 = 𝑝 .𝑏
𝐴: 𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛
𝑎 𝑉𝑓
𝑉𝑓 : 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑣𝑎𝑛𝑐𝑒
 Potencia de mecanizado:
𝑃𝑚 = 𝑝𝑠 . 𝑄
Unidades típicas para ps:
ps : Potencia específica de corte
Q: Caudal de viruta
 kW  min  ;  hp  min 




3
3
 in

 cm

 Torque sobre la fresa:
𝑃𝑚
𝑇=
𝜔
T: Torque
𝜔: rad/s
Algunas operaciones de fresado
periférico
a) fresado de placa, b) ranurado, c) fresado lateral y d ) fresado paralelo simultáneo
Vista superior de un fresado frontal
Down milling: zona fresada en concordancia.
Up milling : zona fresada en oposición.
Para el fresado frontal, la oposición de la fresa es
simétrica con respecto a la pieza. Los efectos a favor o
en contra son despreciables.
El ángulo de posición
del filo (k) afecta a la
formación de viruta y
en la resistencia de la
herramienta.
o La elección correcta del cabezal fresador decide el
resultado de trabajo.
o El diámetro de la fresa deber ser por lo menos 1,3
veces el ancho de la pieza a mecanizar.
Debido a los cambios en las fuerzas de corte en los cabezales
centrados, se pueden originar vibraciones, por eso es mejor
descentrar la herramienta y mantener las fuerzas de corte
constantes.
En el proceso de fresado se
dejan
huellas
de
las
cuchillas, las cuales se
pueden evitar inclinando el
husillo del cabezal fresador.
Algunas operaciones de
fresado frontal
a) fresado frontal convencional,
b) fresado frontal parcial, c)
fresado terminal, d ) fresado de
perfiles, e) fresado de
cavidades y f ) fresado de
contorno superficial.
 Caudal de viruta:
d
2
𝑄 = 𝐴 . 𝑉𝑓
𝐴 = 𝑝 .𝑏
𝐴: 𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛
𝑎 𝑉𝑓
𝑉𝑓 : 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑣𝑎𝑛𝑐𝑒
 Potencia de mecanizado:
𝑃𝑚 = 𝑝𝑠 . 𝑄
Unidades típicas para ps:
ps : Potencia específica de corte
Q: Caudal de viruta
 kW  min  ;  hp  min 




3
3
 in

 cm

 Torque sobre la fresa:
𝑃𝑚
𝑇=
𝜔
T: Torque
𝜔: rad/s
Posición de la fresa al
final de la operación
vf
Velocidad de avance
(con respecto al trabajo)
Posición de la fresa al
inicio de la operación
p
d
X
Fresado periférico mostrando el recorrido de
aproximación
 Tiempo de mecanizado en el fresado periférico:
 Tiempo de mecanizado en el fresado frontal:
 Ejercicio 1:
Ejecutar un canal rectangular de 20 mm de ancho por 12,5 mm de profundidad a
lo largo de 250 mm. Adoptando recorridos en vacío anteriores y ulteriores iguales
de 5 mm cada uno.
Potencia específica del material a trabajar: 130 W∙min / cm3
No exceder Vc de 18 m/min ni fz de 0,08 mm/diente.
Fresa periférica
13 dientes, 50 mm de diámetro por 20 mm de ancho.
Fresadora
Potencia del motor: 3 kW
Eficiencia:
70%
Determinar:
a) velocidad de avance a emplear.
b) Número de pasadas de igual potencia y potencia suministrada por el motor
por pasada.
c) tiempo invertido en realizar una pasada.
REPASO:
Ejercicios complementarios.
o Groover, capítulo 21: Teoría del maquinado de metales
(pp. 481 a 504)
o Groover, capítulo 22: Operaciones de maquinado y
máquinas herramientas (pp. 505 a 541).
o Groover, capítulo 23: Tecnología de las herramientas de
corte (pp. 542 a 573).
o Groover, capítulo 24: Consideraciones económicas y para
el diseño del producto en maquinado (pp. 574 a 593)
o GROOVER, Mikell
2007
Fundamentos de Manufactura Moderna. Mc Graw
Hill.