REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA VICERRECTORADO ACADEMICO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INDUSTRIAL FRESADORA

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1 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA VICERRECTORADO ACADEMICO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INDUSTRIAL FRESADORA Ciudad Ojeda, Marzo de 2015

2 INDICE 1. Fresadora 2. Tipos de fresadora 3. Elementos de la fresadora 4. Fresas

3 1- Fresadora Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa. 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, entre otros. Además las piezas fresadas pueden ser desbastadas o afinadas. En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas. Figura 1. Fresadora

4 Inventadas a principios del siglo XIX, las fresadoras se han convertido en máquinas básicas en el sector del mecanizado. Gracias a la incorporación del control numérico, son las máquinas herramientas más polivalentes por la variedad de mecanizados que pueden realizar y la flexibilidad que permiten en el proceso de fabricación. La diversidad de procesos mecánicos y el aumento de la competitividad global han dado lugar a una amplia variedad de fresadoras que, aunque tienen una base común, se diferencian notablemente según el sector industrial en el que se utilicen. Asimismo, los progresos técnicos de diseño y calidad que se han realizado en las herramientas de fresar, han hecho posible el empleo de parámetros de corte muy altos, lo que conlleva una reducción drástica de los tiempos de mecanizado. Los distintos movimientos de avance de una maquina fresadora pueden controlarse a mano, aunque el fresado de formas complejas requiere de una habilidad considerable. Las maquinas de fresado pueden ser mecanizadas o automatizadas hasta varios grados. Los talleres mecánicos debido a su gran versatilidad y posibilidades que ambas ofrecen: el torno en piezas de revolución y la fresa para todo tipo de piezas prismáticas. La fresadora, dotada de una herramienta característica denominada fresa, que animada de un movimiento de rotación, mecaniza superficies en piezas que se desplazan con movimiento rectilíneo bajo la herramienta. Cuando el eje de la fresa es perpendicular a la superficie de la pieza que se mecaniza, el fresado se llama frontal, los movimientos de trabajo de la fresadora son: - Movimiento de corte: por rotación de la fresa. - Movimiento de avance: por desplazamiento rectilíneo de la pieza. - Movimiento de profundidad de pasada: Por desplazamiento vertical de la pieza. Esta fresadora es similar a las fresadoras planas, diferenciándose de éstas en que una mesa articulada pivota sobre el carro y soporta y guía la

5 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. Las fresadora universal con montaje y ménsula para sostener con el carro son diseñadas para obtener un alto grado de versatilidad y control con bastante buena productividad. Como se puede ver el control de movimientos de la pieza a trabajar en tres direcciones mutuamente perpendiculares se obtiene por medio de la ménsula, el carro porta mesa y la mesa. El montaje, incluida la base, es el sistema de soporte principal para todas las otras partes y contiene el motor y el mecanismo asociado. 2.- Tipos de fresadora Por el número de ejes El número de ejes en una fresadora es lo que determina las posibilidades de movimiento de la máquina herramienta. Así, a mayor número de ejes, mayores posibilidades de movimiento o mayor grado de libertad. Es importante entender que, cuando se habla de ejes, se hace referencia a los ejes de un sistema cartesiano, (X, Y, Z, ). En este sentido, pueden clasificarse las fresadoras, según el número de ejes, en tres tipos: De tres ejes. Se trata de fresadoras con posibilidad de movimiento horizontal, vertical y oblicuo, este último, como resultado de la combinación de movimientos entre mesa, ménsula y husillo. Permiten un control sobre el

6 movimiento relativo existente entre la máquina herramienta y la pieza, en cada uno de los tres ejes del sistema cartesiano. De cuatro ejes. Las fresadoras tipo cuatro ejes, cumplen todas las funciones descritas en el tipo anterior: movimiento relativo entre pieza y herramienta, en los tres ejes. Añade la posibilidad de control de giro de la pieza, sobre uno de los ejes, gracias a un plato giratorio o mecanismo divisor. De esta forma, este tipo de fresadoras está especialmente indicado a la hora de generar superficies labrando sobre patrones cilíndricos. Tal es el caso del labrado de ejes estriados o engranajes, por ejemplo. De cinco ejes. Además de cumplir con todas las posibilidades de las descritas anteriormente; las fresadoras de cinco ejes cuentan con dos particularidades. De una parte, permitir el control de giro de la pieza sobre dos de sus ejes. Uno de ellos perpendicular al husillo y el otro, paralelo (como en el caso de las de cuatro ejes, que se consigue por medio de un plato giratorio o mecanismo divisor). De otra, permitir el giro de la pieza sobre un eje horizontal y que la herramienta pueda inclinarse alrededor de un eje, perpendicular al anterior. Las fresadoras de este tipo son las utilizadas para trabajos que requieren, como resultado, formas de elevada complejidad. Por la orientación del eje de giro 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 ).

7 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. El avance de la pieza hacia la fresa se realiza manualmente, por medio de un tornillo vertical accionado por un volante o por medio de una leva o palanca. En algunos modelos, el tornillo viene provisto de un rodamiento de precisión, para que el traslado del cabezal sea más suave y compensado. Las máquinas operadas a mano son usadas principalmente en trabajos de producción con operaciones simples, como corte de ranuras, pequeños cuñeros y acanalados, Sin embargo, en algunos modelos de la fresadora vertical manual de banco, pueden utilizarse adaptadores para convertirla en alesadora horizontal de banco; con lo que las posibilidades de trabajo que puede ofrecer esta máquina herramienta, se amplían considerablemente. Fresadora Simple. Se trata de la más elemental, de la familia de las fresadoras, con movimiento automatizado. El husillo o eje porta fresa va en horizontal. La mesa tiene un desplazamiento vertical que es accionado manualmente, mediante un tornillo. Sobre ésta, el carro describe un movimiento automatizado, paralelo al husillo. Aunque la fresadora simple es una máquina destinada a propósitos muy generales; es posible utilizarla para trabajos de producción. De construcción y manejo sencillos, es muy similar a la de tipo universal; aunque presenta una mayor robustez y se diferencia, principalmente, en el hecho de que el eje porta fresa describe el giro horizontalmente. Su uso es más ventajoso que el de las de tipo universal, cuando se trata de trabajos pesados. Además, en las fresadoras simples, el carro tiene una mayor longitud de guías, lo que les proporciona una mayor estabilidad

8 (evitando además, el rápido desgaste de las guías, más común en los casos de guías cortas). El control de los desplazamientos de la mesa se realiza mediante topes; aunque también las hay que permiten un control automático, mediante ciclos, por medio de volantes que controlan el movimiento longitudinal de la mesa. Las fresadoras simples tienen tres movimientos: longitudinal, vertical y oblicuo. Obtienen las distintas velocidades a través de una caja de velocidades situada en el cabezal de la máquina (antiguamente, esta necesidad era satisfecha mediante un cono con poleas). Fresadora Universal. En apariencia, muy similares a las fresadoras simples; las fresadoras universales se diferencian de aquellas en el hecho de que el carro gira alrededor de un eje vertical. La fresa va en sentido horizontal, en el husillo. Están diseñadas para obtener un alto grado de versatilidad y control, dando como resultado una buena productividad. Sin embargo, no son adecuadas para trabajos pesados porque sus guías son cortas. (Esto hace que el carro sea más inestable, en trabajos pesados, además de acelerar el desgaste, de forma convexa, de las guías). La razón de que las guías sean cortas no es otra que permitir el giro de la máquina, al trabajar, sin rozar el cuerpo del operario. Los movimientos de la pieza a labrar en las universales, se controlan combinando ménsula, carro porta mesa y mesa. Este tipo de fresadoras posee un cuarto movimiento que le permite el giro horizontal. Sus características de giro hacen de la máquina herramienta una imprescindible en el corte de helicoidales tales como brocas, algunos engranajes, fresas, entre otros.

9 Pueden equiparse con una serie de añadiduras, un cabezal acoplado al husillo, que permiten el fresado vertical. Así pues, la fresadora universal puede trabajar tanto horizontal como verticalmente. Esto unido al dispositivo de mesa giratoria así como al resto de accesorios, provee a este tipo de fresadoras con la capacidad de convertirse en máquina para hacer otras herramientas. En éstas y en las horizontales, el puente se desliza de atrás a delante y al revés, sobre guías. Este tipo de puente es conocido, entre los trabajadores del sector, como carnero. 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). La mesa es una bancada fija, sobre la que se desliza un carro de gran longitud (muy similar a los de las máquinas de cepillado), en dos movimientos automáticos: transversal y longitudinal. 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. La fresadora horizontal está especialmente indicada para el labrado de ranuras o hendiduras, de muy distintas formas. La profundidad máxima de estas ranuras se calcula por la diferencia entre el radio exterior de los casquillos de separación, que sujetan el husillo, y el radio exterior de la fresa. Esto permite conocer, de antemano, si la máquina con la que

10 queremos trabajar soporta las fresas que necesitamos para realizar las hendiduras, a las profundidades requeridas. 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. Algunos tipos de fresadoras verticales cuentan con la posibilidad de adaptarles piezas giratorias o mesas de trabajo giratorias. Con estos añadidos, es posible el fresado continuo de piezas, en trabajos de baja producción, y el labrado de ranuras o hendiduras circulares. 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. Tanto la mesa como el husillo pueden realizar un desplazamiento vertical; hecho que permite una mayor profundidad a la hora del corte. La fresadora vertical también está indicada en el taladrado de agujeros a distancias medidas o precisas, gracias al ajuste micrométrico de la mesa. Existen dos tipos de fresadoras verticales: las de banco fijo o bancada y las de torreta o consola. Fresadoras Especiales. El único denominador común del grupo de fresadoras encerrado en este tipo es que, todas ellas, tienen características especiales.

11 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. Elementos de una fresadora Partes principales de una Fresadora Universal: - Cuerpo de la fresadora. - Husillo de trabajo o de fresar. - Accionamiento principal. - Acondicionamiento del avance. - Mesa de consola móvil. - Carro transversal. - Mesa de fresar o sujeción. - brazo superior. - Apoyo del brazo superior. - Árbol extensible. - Mecanismo de tornillo sin fin.

12 Figura 2. Partes de Fresadora. El husillo, similar al de un torno, está montado en cojinetes antifricción adecuados, cerca del límite superior del montante. Es hueco y termina en una hembra cónica normalizada de 3.5 pulgadas por pie en el extremo frontal. Una caja de transmisión provee varias velocidades al huesillo. Un brazo corredera un sostén montado en o cerca del extremo superior del montante para proveer un sostén con cojinete en el extremo exterior para montar el huesillo donde va a ir colocada la fresa. El brazo corredera puede ser ajustado sobre la columna y fijado En la posición adecuada para cualquier longitud del huesillo.

13 La ménsula, se desliza verticalmente en guías ubicadas en la cara de la columna. Sube y baja, por medio de un tornillo, operado a mano o mecánicamente. Sostiene el carro y la mesa. El carro porta mesa, está montado sobre la ménsula y tiene movimiento transversal. A su vez guía y soporta a la mesa. La mesa se mueve transversalmente junto con el carro, y a la vez se mueve longitudinalmente en el carro porta mesa. De este modo son posibles movimientos longitudinales, transversales y verticales de la pieza a trabajar. La mesa, tiene superficie maquinada con mucha precisión sobre cual puede agarrarse la pieza a trabajar, o ser soportada en un tornillo o sostén adecuado. La mesa está provista de ranuras en T para usar en el amarre de las piezas. Figura 3. Partes de Fresadora La mayoría de las fresadoras están provistas con movimientos automáticos rápidos en la ménsula, carro y mesa, además de los avances manual y mecánico comunes. Este hecho permite ahorrar un tiempo considerable en el mecanizado.

14 4.- Fresas Las fresas van provistas en su periferia, o también en su cara frontal, de dientes o de cuchillas. Son útiles de varios filos y tienen respeto a los útiles de un solo filo, para cepillar y para tornear, la ventaja de que no se calienten tanto y de que tampoco se embotan tan rápidamente. Cada filo está cortando nada más que una fracción del tiempo que dura su revolución y durante el resto del tiempo se vuelva a enfriar. También en el fresado, el material a trabajar y el tipo del trabajo, determinan los ángulos de filo. Estos dependen además del procedimiento de fresado. En el fresado paralelo el ángulo de filo es más puntiagudo; el ángulo de ataque tiene que ser más empinado (20 a 22 ). El ángulo de incidencia se elige de 6. Las fresas para metales ligeros van provistas, con objeto de conseguir un buen arranque de viruta, de huecos entre dientes especialmente grandes y redondeados. Para materiales duros se emplean fresas con muchos dientes, lo cual lleva consigo la existencia de huecos pequeños entre diente y diente: arrancan sólo virutas pequeñas. Clases de fresas

15 Según la forma de sus dientes se distingue entre fresas de dientes puntiagudos por ejemplo: fresas cilíndricas. y fresas destalonadas. Figura 4. Tipos de Fresas Fresas cilíndricas y fresas Frontales: Las fresas cilíndricas tienen filos únicamente en su periferia. Se utilizan para desbastar y afinar superficies planas por medio de la maquina fresadora horizontal; Las fresas cilíndricas acopladas, con dientes helicoidales de sentidos opuestos, tienen la ventaja de que el empuje axial queda en ellas parcialmente compensado; Las fresas frontales cilíndricas tienen dientes no solamente en la periferia, sino también en una de las caras frontales. Se prestan estas fresas para trabajar superficies planas y rebajos en ángulo recto, tanto con la fresadora horizontal como la vertical.

16 Fresa de disco en posición de trabajo. Fresa con vástago: Las fresas de vástago con fresas frontales cilíndricas de pequeño diámetro. El vástago o mango sirve para sujeción. Las fresas de vástago con corte a la derecha y hélice a la derecha o las de corte a la izquierda con hélice a la izquierda, pueden salirse del husillo como consecuencia del empuje axial. Para evitar esto, el mangos de fresa provistos de lengüeta de arrastre no se usan generalmente nada más que para cortes ligeros: Las fresas de vástago para ranuras se prestan para la ejecución de ranuras en T; Las fresas para agujeros rasgados tienen dos filos y se utilizan para el fresado de chaveteras y de agujeros rasgados.

17 ANEXOS Fresadora Universal

18 Partes de la Fresadora