Mecanizado

INTRODUCCIÓN

En el mundo de la industria existen diferentes procesos por los cuales podemos cortar materiales, ya sean estos metales, madera, plástico, etc. Incluso darles la forma que queramos, para realizar esto, los sometemos a un proceso de mecanizado donde los modificamos utilizando maquinas-herramientas que moldean la pieza a base de arranque de viruta, ya sea como el torno o la fresadora. Todo el material que se le va removiendo a la futura pieza se le llama viruta y esta acompaña a lo que son los procesos de mecanizado tradicionales. Estos procesos de corte son de última tecnología, aplicados mayormente en la creación de piezas que requieren de un alto grado de precisión. Tienen un gran número de ventajas, como no tener que remplazar una herramienta de corte (ya que no la necesitan), producen un corte de excelente calidad, no genera contaminación ni gases, entre otras, además las desventajas son mínimas.

1. PRINCIPALES PROCEDIMIENTOS TECNOLÓGICOS DE MECANIZADO

Las distintas formas de los elementos a producirse puede obtenerse por:

1°- arranque de viruta; y

2°- sin arranque de viruta.

Los procedimientos del primer caso son los que interesan cuando se usan máquinas herramientas, estos son:

1.1 Torneado

Este procedimiento consiste en perfilar un cuerpo de simetría cilíndrica alrededor de su eje de revolución; para ello se han construido distintos tornos que efectúan esta operación haciendo uso de una herramienta mono-cortante. El movimiento principal lo realiza la pieza en rotación, la herramienta realiza el movimiento de avance. El torneado también comprende las operaciones de roscado interior o exterior.

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Fig. 1 Torno de Mecanizado

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Las operaciones en un torno son muy diversas, incluyen torneado, mandrinado, refrentado, roscado y torneado de conicidades.

El torneado cilíndrico, muy común, consiste en montar la pieza entre centros, figura 2.A, de modo de que al girar quede centrada, este método tiene la ventaja de ser capaz de resistir cortes profundos y es conveniente para piezas largas.

El refrentado se realiza cuando una superficie plana debe ser maquinada en un torno, la operación es conocida como refrentado. La pieza por lo general es montada en un plato o en un mandril. Como se muestra en la figura 2.B

Fig. 2. Operaciones en el Torno. A) Una herramienta de punta en una operación de torneado. B) Refrentado

Existen distintas herramientas que se pueden usar para tonear una pieza, que se eligen en función del trabajo que se desea realizar sobre la pieza. Estas se muestran en la figura 3.

Fig. 3 Herramientas para tornos y funciones básicas

1.2 Taladrado o agujereado

Consiste en realizar un hueco cilíndrico en una pieza; esta operación se realiza con una taladradora que emplea una broca como herramienta para realizar la operación, mientras que la pieza permanece quieta. Con estas maquinas se pueden ejecutar distintos tipos de agujeros, la figura 4 muestra algunos tipos de ejecución.

Fig. 4 Algunos tipos de herramientas para la ejecución

La ejecución de los agujeros puede realizarse con taladradoras portátiles, taladradoras sensitivas o de palanca. Ver figura 5.

Fig. 5 Taladradora de palanca

1.3 Escariado, mandrinado

Esta es una operación muy similar a la del torneado interior. Se lleva a cabo con mandrinadoras y herramientas de un solo corte; en estas máquinas-herramientas es posible agrandar un agujero cilíndrico realizado previamente con otra herramienta, con el objeto de obtener una medida de precisión en el diámetro; de allí nace el término de escariado. El movimiento principal, una rotación, lo asume “el mandril porta-herramienta”, mientras que el movimiento de avance lo tiene la pieza. El mandrinado también puede efectuarse en el torno o bien en la taladradora; en este último caso hacen falta herramientas especiales de varias aristas cortantes, llamadas barrenas (si agrandan el agujero y lo enderezan sin compromiso en la tolerancia) y escariadores (si agrandan el agujero, lo alisan y lo calibran según tolerancias)

Fig. 6 Mandriladora horizontal del tipo de mesa para operaciones de mandridado, taladrado y fresado

1.4 Limado

Esta operación consiste en arrancar viruta horizontalmente a fin de obtener una superficie plana o perfilada en un cuerpo; la máquina empleada se llama limadora. El movimiento fundamental, alternativo de ida y vuelta, lo asume la herramienta, mientras que el movimiento secundario de alimentación lo tiene la pieza. El limado admite elementos de dimensiones medias.

Fig. 7 Limadora de codo horizontal simple

1.5 Cepillado o planeado

Consiste en arrancar la viruta horizontalmente a fin de obtener una o varias superficies planas en un cuerpo; se emplean las máquinas cepilladoras o planeadoras y herramientas de un solo corte. En este caso el movimiento fundamental, alternativo de ida y vuelta, lo asume la pieza y el movimiento secundario de alimentación, la herramienta. El cepillado admite elementos de grandes dimensiones.

Fig. 8 Cepillo de mesa doble bastidor

1.6 Mortajado

Consiste en arrancar la viruta verticalmente, en un hueco o agujero, a fin de obtener una o varias ranuras longitudinales. La máquina clásica que realiza esta operación se llama mortajadora. El principio del mortajado se ha extendido para dentar exterior o interiormente las ruedas, a fin de obtener engranajes con dientes de envolvente de círculo. En este caso han sido construidas máquinas especiales llamadas dentadoras, que requieren herramientas especiales muy similares a los engranajes. El movimiento fundamental, alternativo de ida y vuelta, lo asume la herramienta, mientras que el movimiento de alimentación se produce en cada carrera con un pequeño giro sin resbalamiento entre herramienta y pieza. Se ilustra una mortajadora en la figura 9.

Fig. 9 Mortajadora con mesa regulable

1.7 Fresado

Consiste en arrancar viruta mediante herramientas circulares de cortes múltiples denominadas fresas. El movimiento fundamental es asumido por la herramienta, que gira alrededor de su propio eje, ver figura 10; el movimiento secundario de alimentación lo tiene la pieza, la cual, esta fija en la mesa de la máquina, pasa tangencialmente o frontalmente delante de la fresa que gira, la cual arranca abundantemente el material de la superficie expuesta. Las máquinas que efectúan esta operación se conocen como fresadoras. Estas pueden ser horizontales, verticales y universales.

Fig. 10 Operación simple de fresado

1.8 Rectificado

Tiene por objeto corregir definitivamente una superficie, sea esta plana, cilíndrica o cónica exterior o interior, de forma exterior acanalada o roscada. La herramienta empleada se llama muela y la máquina rectificadora. Se tienen: rectificadoras para exteriores, para interiores, universales, de roscas, de superficies planas, de cigüeñales, etc. El movimiento fundamental y de alimentación es asumido generalmente por la muela, que se desplaza gradualmente contra la pieza, fija o en rotación, mientras ésta, junto con la mesa, es movida de modo que se puedan rectificar todas las superficies de interés, como se aprecia en la figura 11.1. En la figura 11.2 se muestran algunas herramientas de las máquinas rectificadoras.

Fig. 11.1 Rectificadora cilíndrica de 250 x 915 mm.

Fig. 11.2 Tipos de máquinas rectificadoras de superficie

2. Elección de la máquina- herramienta

Por el aspecto de la superficie que recubre una pieza, de sus dimensiones, de la calidad del material que la constituye, etc., se debe establecer si la forma misma puede ser directamente definida sin arranque de viruta o con arranque de viruta, en este último caso puede ser necesario dar una forma preventiva, dejando un exceso de material sobre cada superficie a trabajar. Nuestro propósito aquí es tratar la definición de las formas mediante el arranque de viruta; por consiguiente, no saldremos de este campo. Para la realización de las distintas superficies se requieren herramientas especiales, que se aplican a las respectivas máquinas-herramientas. Estas máquinas, para satisfacer todas las exigencias debidas a la formación de los distintos elementos, actúan para crear superficies cilíndricas, planas, o perfiladas, lo cual se obtiene por medio de movimientos combinados de los órganos porta herramienta y porta-pieza de la máquina.

Para poder definir la forma de un elemento pueden ser necesarias diversas operaciones mecánicas a desarrollar en varias máquinas. La elección de la máquina-herramienta, que satisfaga las exigencias tecnológicas, debe hacerse de acuerdo a los siguientes factores:

a- Según el aspecto de la superficie que se desea obtener.

b- Según las dimensiones del elemento a someter a la operación preestablecida.

c- Según la cantidad de piezas a producir.

d- Según la precisión requerida.

3. Clasificación de las operaciones y formas que con ellas se obtienen

Con el conjunto de una buena y apropiada selección de máquinas se pueden obtener una gran variedad de trabajos diferentes. Se listarán dichas operaciones en 4 grandes grupos, las cuales se observan en la figura 1.

Operaciones relacionadas con agujeros: Taladrado, Escariado, Avellanado, Brocado, Mandrinado. Operaciones en superficies de revolución: Torneado, Roscado.

Operaciones en superficies planas: Limado - Cepillado, Fresado.

Operaciones en perfiles especiales: Mortajado, Brochado, Dentado.

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4. HERRAMIENTAS DE CORTE

La herramienta que se utiliza para mecanizar, basa su geometría en una cuña de corte. La herramienta más simple, de filo único (es decir monocortante), es la que se observa en la figura 12 y es la que se utiliza en tornos, limadoras, cepillos, y utilajes varios. Esta consta de una parte activa (1), que es la zona de corte, y una parte de sujeción, denominada mango (2). A su vez, la cabeza consta de tres planos principales, siendo la superficie de ataque (3) y las superficies de incidencia principal (4) e incidencia secundaria (7).

Figura 12. Herramienta monocorte

La intersección de los planos de la cabeza de la herramienta definen dos flancos: uno de corte principal (5) y uno de corte secundario (8). La intersección de los tres planos define la punta de la herramienta (6).

Para conseguir que la herramienta corte debidamente al metal y que esta mantenga el filo durante un prolongado período de tiempo, es necesario que las superficies activas se dispongan bajo ángulos determinados. En la figura 13 se observan los 2 planos principales en el corte, los que se definen en función de los movimientos principales. Si bien la denominación de estos es engorrosa y no se justifica aclararlos, es fundamental que la intersección de estos determinan tres ángulos fundamentales, los cuales se observan claramente en la figura 13.

Figura 13. Determinación de los planos y ángulos principales

Angulo de ataque γ: cuanto mayor sea γ, la herramienta será mas penetrante y por lo tanto menores serán las deformaciones que sufran las virutas, menor el esfuerzo para cortar y en definitiva, menor potencia requerida. La contraparte de este aumento es que se debilita la sección resistente de la herramienta, aumentando la probabilidad de colapso. Este ángulo se define de acuerdo a las propiedades del material a mecanizar y se encuentra dentro de límites entre -10° y 30°; en caso de mecanizar aleaciones de poca dureza (caso de Al, Cu, Cu+Sn (bronce), etc), se puede incrementar hasta 40°. Tal como se observa en la figura 14, en determinados casos se pueden utilizar ángulos de ataque negativos.

Angulo de incidencia α: es el ángulo que evitará el rozamiento entre la herramienta y la superficie mecanizada de la pieza. Este rozamiento es altamente perjudicial ya que además de incrementar la temperatura del corte (disminuyendo por la tanto la vida útil de la herramienta), desmejora el grado de acabado superficial obtenido. De la misma forma que en el caso anterior, un aumento de este ángulo hace que la herramienta sea mas penetrante y se eviten los rozamientos antedichos, pero disminuye la resistencia de la herramienta.

Angulo de filo β: define la sección resistente de la herramienta, evidenciando que a mayor γ y a mayor α, definirán un menor β, con el consiguiente debilitamiento.

Figura 14. Ángulos de herramientas

En función de estos ángulos, la altura de la herramienta respecto de la pieza a mecanizar es crítica. Por esta razón, se suelen utilizar utillajes y herramientas normalizados de tal manera que el operario no tenga que calibrar la altura de la misma. En la figura 15 se observa un simple análisis para operaciones de torneado.

Figura 15. Altura de herramienta con respecto a la pieza

El mismo análisis es consistente para herramientas de filos múltiples, sean estos discretos o no. Por ejemplo, en el caso de fresas para materiales de baja dureza, se puede apreciar fácilmente la disposición de los ángulos de herramienta para cada filo. En el caso de herramientas de filos múltiples no discretos, por ejemplo una muela de rectificado, el principio de corte es el mismo, solo que en este caso se analiza bajo micromecanismos de mecanizado, siendo fuertemente dependiente del tamaño y forma del grano abrasivo, independientemente de la dureza del abrasivo y de las propiedades del ligante.

Para fabricar herramientas de corte se utilizan diferentes materiales y técnicas. A medida que se incrementan las velocidades de corte, los avances, las penetraciones, los ángulos de herramientas y por supuesto dependiendo del material a mecanizar, se debe ir adecuando la herramienta necesaria para dicha operación. En el pasado, las herramientas mas usuales eran las de acero al carbono; estas se utilizan para mecanizar materiales muy blandos, tales como aleaciones de base Sn o base Pb, o para polímeros y/o maderas. A medida que se mecanizan materiales mas duros, se suelen utilizar aceros rápidos (bit de Co al 18%, figura 16), aleaciones duras (plaquitas de widia, base carburos de tungsteno (CW) extra duros, figura 17).

Fig. 16 Acero rápido Figura 17. Placas de Widia CW

Luego, desde la década del 70 y en plena revolución de la Ciencia de lo Materiales, se comenzaron a utilizar materiales compuestos (pastillas de tipo cermets 'cerámicos-metales'), luego recubiertas superficialmente con materiales extra duros, tales como los de carburo de titanio CTi, carbonitrurio de titanio CNTi y/o carburos de vanadio CV (figura 18); por último, y lo que se utiliza en la actualidad son herramientas 100% cerámicas (figura 19). Con widias se pueden obtener velocidades de corte entre 3-5 veces respecto de las herramientas de acero rápido, mientras que con plaquitas recubiertas se obtienen Vc del orden de hasta 10 veces mayor respecto de las de acero rápido. La desventaja de las tres primeras herramientas (aceros al C, bit’s de Co y widias) es que los ángulos de herramienta los determina el propio operario mediante afilados manuales.

Fig. 18 Cermets con recubrimientos (Cti, CNTi, CV)

Fig. 19 Herramientas Cerámicas: hot (izq.) y cold (der.)

5. Tipos de viruta

Tal como se ve en la figura 20, existen diferentes tipos de virutas. Estas dependerán del tipo de material mecanizado, de la geometría de la herramienta y de las condiciones de la operación de corte. Generalmente, en el proceso de corte, a medida que se corta el material, la viruta se contrae en su longitud y se ensancha en su espesor. En el caso de mecanizar materiales tenaces, con gran capacidad de deformación, la viruta llega a contraerse hasta un 50 % de su longitud; en el caso de materiales frágiles, estas prácticamente no se deforman.

En el proceso de corte se forman tres tipos fundamentales de viruta:

 Virutas tipo 1: también llamadas por elementos y/o escalonada, se obtienen al mecanizar metales tenaces con bajas velocidades de corte. También se genera este tipo de viruta si la Vc es la apropiada pero la penetración de la herramienta es muy pronunciada o los ángulos de la misma no son los recomendados.

 Virutas tipo 2: también denominadas continuas, ya sean de espiral o de cinta, son las más recomendadas ya que además de obtener una mejor terminación superficial, indican que las variables en el corte son las óptimas. Este tipo de viruta no se presenta en materiales frágiles, por lo tanto es inútil pretender virutas de este tipo con ese tipo de materiales. En el caso de obtener una viruta de tipo 2 de gran longitud, esta puede llegar a incomodar la operación de corte; en ese caso, la herramienta posee un pequeño detalle denominado rompevirutas. Este se ubica sobre la cara de ataque, alejado convenientemente del filo de ataque, y su misión es romper las virutas, evitando la generación de una 'galleta'.

 Virutas de tipo 3: también denominada fraccionada, son típicas de materiales duros y/o frágiles; dicha dureza puede ser producto de la composición química y/o por tratamientos térmicos. En el caso de mecanizar un acero que fue previamente endurecida mediante templado, o en el caso de una pieza de fundición de hierro con grafito libre, se obtienen virutas con longitudes no mayores a 5 mm.

Fig. 20 Tipos de Virutas

Por ultimo, desde el punto de vista morfológico a las herramientas se les puede dividir en dos categorías: las de superficie y las de forma. Las herramientas de superficie tienen la particularidad de obtener superficies propiamente dichas, mientras que las de forma obtienen un transformación con el propio perfil de la herramienta; esto se aprecia claramente en una operación de roscado tal como se observa en la figura 21. Si las plaquitas no tuviesen dicho perfil, será imposible que pueda ajustar la turca a dicho bulón. Por otro lado, mas allá de que no se justifique en función del costo de la herramienta de forma (superior al de una de superficie), dicha herramienta se puede utilizar como herramienta de superficie. No ocurre lo mismo con una de superficie.

Fig. 21. Roscado con Plaquitas de forma

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6. TORNEADO

6.1 ASPECTOS ELEMENTALES DEL TORNO

El torno paralelo es el torno más simple y conocido. Consta de una bancada, de un carro porta herramientas y de dos cabezales: uno fijo y otro móvil. Un esquema se observa en la figura 22.

Fig. 22 Torno paralelo

El cabezal fijo, tal como se observa en la figura 23, se denomina así ya que permanece fijo a la bancada. Y si bien así se lo define, es el distribuidor del más importante movimiento del torno a través de su propia rotación definiendo la Velocidad de corte I; además es donde se sujeta la pieza a mecanizar. Su funcionamiento será suave y de esa cualidad dependerá en parte el grado de terminación superficial de la superficie obtenida. El cabezal en si consta de un eje de acero templado, que además de tener alta tenacidad, tiene alta dureza y por lo tanto resistencia al desgaste. Este eje recibirá el movimiento del motor y lo transmitirá al plato que sujeta la pieza.

Figura 23. Cabezal fijo (atrás) y cabezal móvil (1er plano).

Los platos porta piezas serán de mordazas o de arrastre. Los platos de mordazas, de 3 o 4 según la pieza a sujetar, son muy versátiles. El de 3 mordazas (figura 24) esta diseñado de tal manera que las mordazas avanzan progresivamente, lo que produce sobre la pieza a ajustar un autocentrado bastante preciso; generalmente esta acotado para la sujeción de piezas cilíndricas. Nótese que si se desea ajustar un redondo, las mordazas avanzarían hacia el centro del plato hasta tomar interferencia con el redondo y por lo tanto sujetarlo; en el caso de necesitar ajustar un tubo, se deberán alejar las mordazas del centro del plato, hasta encontrarse con las paredes interiores del tubo, y ahí generar el ajuste. El de 4 mordazas (figura 25), al ser estas operadas individualmente, permite sujetar piezas no cilíndricas. Pero en caso de necesitar operaciones en donde se deba asegurar un centrado mas preciso, generalmente se ajusta con brida y plato de arrastre (figura 26). Esto se logra por medio de sendos puntos que se le hacen a la pieza a mecanizar, y la misma se sujeta mediante un punto fijo al cabezal y otro en la contrapunta. El movimiento en si esta otorgado a través de una brida que va solidaria a la pieza y es arrastrada por un perno sujeto al plato de arrastre.

Figura 24. Plato 3 mordazas autocentrante

Fig. 25 Plato de 4 mordazas, cada una de accionamiento individual

Fig. 26 Plato de arrastre con brida

El cabezal móvil, tal como se ve en la figura 26, es el dispositivo que sirve para sujetar la pieza por el extremo opuesto al del cabezal móvil. Su característica es la posibilidad de poder desplazarse a lo largo de las bancadas y la sujeción con la pieza se realiza a través de una contrapunta, que como se observa en la figura 6, puede ser fija o móvil (rotativa). Si la contrapunta no gira, deberá engrasarse la punta que este en contacto con la pieza, de forma tal de evitar el incremento de temperatura por la fricción entre superficies; existen por lo tanto puntos giratorios, y generalmente los mismos sobre rodamientos de rodillos. La contrapunta consta de un cuerpo principal, una manivela que otorga el avance al punto y los bulones que fijan el dispositivo a la bancada. En algunos modelos de torno, y tal como se ve en la figura 27, puede tener la habilidad de desplazarse en el sentido transversal a la bancada, de forma tal de generar un corrimiento de centros entre puntas, y por lo tanto permitir un mecanizado cónico. A la contrapunta también se la puede utilizar como cabezal portaherramientas en casos de taladrado, mandrinado y otras tareas capaces de realizarse en el torno.

Figura 27. Contrapunta móvil y fija.

Fig. 28 Contra punta “desbancada” para obtener mecanizados cónicos

El portaherramienta (figura 29), tiene dos funciones elementales. La primera es la perfecta sujeción de la herramienta mediante la torre del mismo. La otra función es generar los movimientos necesarios para determinar el avance, ya sea este longitudinal (torneado periférico) ó transversal. Las herramientas se compone de tres partes principales: - la torre portaherramienta: sobre esta se amordazan una o varias herramientas, gracias a un juego de tornillos estratégicamente localizados. Cuenta con una llave que permite la rotación de la misma de tal forma de poder seleccionar la herramienta deseada. Además, tiene la posibilidad de deslizarse por la dirección A-B, otorgado este desplazamiento por la manivela; se debe notar que este avance es de paso fino, mientras que el avance otorgado por el carro longitudinal es de paso grueso. Generalmente, la posibilidad de este avance, en el carro porta herramientas, siempre es manual; el avance automático, por lo tanto, esta generado por el desplazamiento de todo el portaherramientas a través del carro longitudinal. Volviendo a la torre portaherramientas, tiene la posibilidad de rotar, de tal forma de poder obtener mecanizados cónicos. Esta rota solidarias al carro transversal. - el carro transversal, que posee un movimiento según la dirección C-D. Este movimiento, perpendicular el eje de la pieza a mecanizar, permite el frenteado de esta. El desplazamiento se realiza sobre guías tipo ‘cola de milano’ (estas se justifican para asegurar desplazamientos con juegos mínimos). Esto es posible gracias a una cremallera que va solidaria movimiento puede ser manual, a través del volante o, automáticamente, de la misma forma que el carro transversal, a través de la barra de cilindrar. Este carro tiene la habilidad de avanzar con distintos pasos, de tal forma de poder mecanizar todo tipo de roscas posibles. Es decir, el paso del filete estará determinado por el avance del carro longitudinal, mientras que el ángulo del filete lo definirá el filo de la herramienta y la profundidad, por la inferencia entre la herramienta y el redondo a roscar.

Figura29. Carro portaherramientas

Es intuitivo reconocer que los esfuerzos de corte involucrados en este tipo de operaciones son de gran importancia, por lo que las piezas, si son muy esbeltas, tienden a deformar por flexión. Es por ese motivo la posiciona con la contrapunta, para que la misma no quede en “voladizo”; en caso de ser aún mas esbelta, y si bien con la asistencia de la contrapunta aún sigue flexionando, a la pieza se la asiste con un dispositivo, que se desliza a lo largo de la bancada y que se denomina “luneta” (figura 30). Tal como se observa, los puntos de contacto serán regulados en función al diámetro de la pieza a mecanizar.

Fig. 30 luneta regulable para evitar deformaciones por flexión durante el corte

7. FRESADO

El fresado es una operación de mecanizado orientado en la remoción de viruta desde todo tipo de superficies, y obteniendo, en la mayoría de los casos, superficies planas. El corte es generado por una herramienta de con filos múltiples discretos girando sobre si misma alrededor de un eje; a su vez, y a medida que gira la misma, avanza la pieza ofreciendo de esa manera material a desbastar. Dicha herramienta, denominada “fresa”, puede adquirir variadas formas, siempre en función del mecanizado a realizar. Según las condiciones de trabajo, las fresas pueden ser fabricadas de acero al carbono (para el caso de mecanizado de metales blandos), de aceros rápidos o aleados (para metales de mayor dureza) o con dispositivos para poder sujetar plaquitas duras, de tipo widias, cermets o recubrimientos duros de CTi, CW, etc. (para altas velocidades de corte y con alto grado de terminación superficial).

Hay dos tipos de fresado: periférico y frontal (Figura 31).

 Fresado periférico: el mecanizado se produce con la periferia de la fresa, la cual tiene dientes helicoidales para disminuir los esfuerzos de corte y extender la vida útil de la herramienta. Se da en fresadoras de eje horizontal.

 Fresado frontal: el mecanizado se da por efecto de filos que se encuentran en el fondo de la herramienta, así como en la periferia. En caso de ser fresas de disco de buen diámetro, permite fresar grandes superficies con una única pasada; en caso de ser fresas de espiga, son mecanizados de forma. Se da en fresadoras de eje vertical.

Fig. 31 Fresado periférico (de eje horizontal) y frontal (de eje vertical)

A su vez, el fresado periférico puede ser en oposición o en concordancia (figura 32). En oposición, el sentido de avance de la pieza es contrario al sentido de rotación de la herramienta. La viruta es cortada desde un principio con un avance casi nulo (avance→0 y por ende un mínimo esfuerzo), finalizando el corte con un máximo esfuerzo (ya que el avance→max); luego, se produce un vibrado cuando el diente de la fresa deja la pieza (el cual se transmite a la pieza desmejorando la terminación superficial). Generalmente es el sistema mas utilizado ya que la fresa, al oponerse al sentido de avance de la pieza, elimina el juego durante el trabajo. En fresado en concordancia, se tiene una mejor terminación superficial, pero menor precisión en las dimensiones obtenidas. Por lo tanto, y en función del plano de la pieza, se elegirá el tipo de fresado.

Fig. 32 Fresado periférico en oposición y en concordancia

En el fresado periférico, el volumen de material removido por unidad de tiempo (en este caso un minuto) es:

Vviruta removida fresado periférico = Sm . b . e [mm3/min]

Sm = avance por minuto [mm/min]

b = ancho de la fresa [mm]

e = profundidad de pasada [mm]

Además, el avance será:

Sm = Sv . n = Sz . z . n

Sv = avance de la pieza por vuelta de herramienta [mm/RPM]

Sz = avance por diente de herramienta [mm/diente]

z = número de dientes por herramienta

n = número de revoluciones por minuto [RPM]

En el caso de un fresado frontal, el volumen de viruta removida es:

Vviruta removida fresado frontal = Sm . A . e [mm3/min]

Sm = avance por minuto [mm/min]

A = longitud del arco de corte abarcado por la fresa [mm]

Según la profundidad de fresado e y el número de dientes z que tiene la fresa, podrán trabajar simultáneamente diferentes números de dientes; significa que a mayor número de dientes y a mayor profundidad, mayor cantidad de viruta removida.

La velocidad de corte en una operación de fresado se elige en función del material a mecanizar, la calidad del material de la fresa, el diámetro de la fresa, la profundidad de corte, el ancho de la fresa, el avance por cada diente de la fresa, la resistencia admitida por las fresa y por último, por la calidad del líquido refrigerante.

El tiempo fundamental de máquina tf [min], que se gasta en una pasada, se determina por:

tf = L / Sm = (l + y1 + y2) / Sz . z . n [min]

L = distancia total que recorre la pieza al desplazarse [mm]

l = longitud de fresado activo [mm]

y1 = ataque, o longitud previa al fresado activo [mm]

y2 = exceso, o longitud posterior al fresado activo [mm]

De la misma forma que en las herramientas monocortantes, los ángulos son similares: ataque, filo e incidencia (figura 3).

Fig. 33. Ángulos de herramienta.  

BIBLIOGRAFÍA

 Máquinas-Herramientas modernas, Mario Rossi, Sexta edición, HOELPLI, Editorial Científico-medica, Barcelona, 1967.

 Procesos de manufactura Versión SI, B.H. Amstead, Ph.F. Ostwald, M.L. Begeman, Compañía editorial continental, México, 1992.

CONCLUSIONES

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

DE LAS FUERZAS ARMADAS BOLIVARIANA

NÚCLEO SUCRE, EXT. CARÚPANO

PROFESOR: BACHILLERES:

ING. GUSTAVO FERNÁNDEZ CABRERA, NELSON

MILLÁN, GÉNESIS

ROSAL, ARGENIS

ING. MECÁNICA ROSARIO, KARLA

SECCIÓN “A”

VI SEMESTRE

CARÚPANO, NOVIEMBRE DE 2013

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