El Fresado y las Máquinas Fresadoras

El fresado es el procedimiento de manufactura por arranque de viruta mediante el cual una herramienta (fresa o cortador) provista de múltiples aristas cortantes dispuestas simétricamente alrededor de un eje que gira con movimiento uniforme y arranca el material a la pieza que es empujada contra ella.

A la herramienta se le denomina fresadora. A la herramienta se le llama cortador o fresa.

Las máquinas fresadoras se clasifican en:

La selección del tipo de máquina dependerá de la profundidad y anchura del corte, la potencia requerida, el tipo proferido de cortador y el tiempo de operación. Sin embargo, siempre se pretende obtener el mecanizado más económico. La forma y tamaño de las piezas a trabajar juegan un papel importante a la hora de seleccionar una máquina. Otros factores como el costo del equipo, calidad, reputación de la marca, etc. se deben considerar al adquirir una fresadora.

Las piezas deben ser sujetadas a la mesa de una fresadora para poder trabajar en ellas.
Los dispositivos para sujetar las piezas pueden ser de acción mecánica, ya sea por prensas, tornillos, bridas, levas excéntricas o palancas articuladas.  También pueden ser dispositivos de acción hidráulica o neumática por cilindro.

Otra parte importante de las fresadoras es el cabezal divisor. Este dispositivo sirve para sujetar la pieza durante su maquinado, permite realizar una serie de fresados equiangulares alrededor de una circunferencia y permite ejecutar ranuras helicoidales a lo largo de una superficie cilíndrica.

El cortador o fresa es una herramienta constituida por un sólido de revolución cuya superficie presenta un cierto número de aristas de corte iguales entre sí, equidistantes y dispuestas simétricamente respecto al eje de giro.
Los filos de corte actúan durante un limitado arco de su trayectoria arrancando una viruta en forma de coma.
Los dientes, durante su rotación en vacío, tienen la oportunidad de enfriarse obteniendo como ventaja la mayor duración del filo de corte.

Existen dos disposiciones básicas del dentado:

Principales tipos de fresas:

Son de gran diámetro constituidas por un cuerpo de acero al carbón con una serie de insertos de metal duro o carburos dispuestos simétricamente

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Concepto y clasificación de los fluidos de corte

Los fluidos de corte son productos líquidos de composición más o menos compleja, que se adicionan en el sistema pieza- herramienta-viruta de una operación de mecanizado, a fin de lubricar y eliminar el calor producido.

Estos productos reciben con frecuencia, el nombre genérico de "aceites de corte" (cutting oils). Sin embargo, esta denominación no es del todo apropiada, si se tiene en cuenta que algunos de estos productos no contienen la más mínima cantidad de aceite mineral en su composición. Por tanto, la designación "fluidos de corte" (cutting fluids) o si se quiere "fluidos de mecanizado" (metalworking fluids) resulta más correcta.

Atendiendo a su contenido en aceite mineral, los fluidos de corte pueden clasificarse del siguiente modo:

• Fluidos aceitosos o aceites de corte.

• Fluidos acuosos o taladrinas, que a su vez pueden ser

  • Emulsiones
    • Sintéticas
    • Semisintéticas

Con frecuencia, los fluidos de corte contienen aditivos, con el fin de proporcionarles cualidades determinadas, acordes con el propósito al que se les destina. Entre los aceites de corte, los aditivos más usuales son los de extrema presión. Por lo que respecta a las taladrinas, además de éstos pueden contener emulsionantes, antioxidantes e inhibidores de corrosión, bactericidas y bacteriostáticos, perfumes, colorantes, quelantes, etc.

Las propiedades esenciales que los líquidos de corte deben poseer son los siguientes:

1. Poder refrigerante. Para ser bueno el líquido debe poseer una baja viscosidad, la capacidad de bañar bien el metal (para obtener el máximo contacto térmico); un alto calor específico y una elevada conductibilidad térmica.

2. Poder lubrificante. Tiene la función de reducir el coeficiente de rozamiento en una medida tal que permita el fácil deslizamiento de la viruta sobre la cara anterior de la herramienta.

OBJETIVOS DE LOS FLUIDOS DE CORTE

Ayudar a la disipación del calor generado durante la creación de la viruta.

Lubricar los elementos que intervienen, en el corte para evitar la rotura o desafilado de la herramienta.

Reducir la energía necesaria para efectuar el corte.

Proteger a la pieza, herramienta y máquina contra la oxidación y corrosión.
Arrastrar las partículas del material, virutas, de la zona de corte.
Mejorar el acabado superficial.

TIPOS DE LIQUIDOS DE CORTE

Los principales tipos de fluidos de corte para mecanizado son:

- Los aceite íntegros( Aceites minerales, vegetales, o mixtos )

- Las emulsiones oleosas.

- Las "soluciones" semi-sintéticas.

- Las soluciones sintéticas.

ELECCION DEL FLUIDO DE CORTE

Esta elección debe basarse en criterios que dependen de los factores:

Del material de la pieza en fabricar. Para las aleaciones ligeras se utiliza petróleo; para la fundición, en seco. Para el latón, bronce y cobre, el trabajo se realiza en seco o con cualquier tipo de aceite que este exento de azufre; para el níquel y sus aleaciones se emplean las emulsiones. Para los aceros al carbono se emplea cualquier aceite; para los aceros inoxidables auténticos emplean los lubrificadores al bisulfuro de molibdeno.

Del material que constituye la herramienta de Corte. Para los aceros al carbono dado que interesa esencialmente el enfriamiento, se emplean las emulsiones; para los aceros rápidos se orienta la elección de acuerdo con el material a trabajar. Para las aleaciones duras, se trabaja en seco o se emplean las emulsiones.

Según el método de trabajo. Para los tornos automáticos se usan los aceites puros exentos de sustancias nocivas, dado que el operario se impregna las manos durante la puesta a punto de la máquina; para las operaciones de rectificado se emplean las emulsiones. Para el taladrado se utilizan los 'afeites puros de baja viscosidad; para el fresado se emplean las emulsiones y para el brochado los aceites para altas presiones de corte o emulsiones.

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A pesar de su precio, existen numerosas ventajas del corte con agua frente al corte por láser. El corte por agua permite cortar de todo y hasta un espesor más ancho del que el láser puede hacer, aunque sea más rápido. El sistema de corte se realiza a través de un chorro de agua de pocos milímetros de diámetro a presiones que superan los 4,000 bares, mezclando el chorro de agua con una arena abrasiva.

La máquina esta compuesta por una mesa que va cubierta con agua (una especie de piscina). El agua actúa como barrera del chorro.

Para realizar el corte, primero hay que realizar el dibujo en la computadora y desde ahí se le da la orden a la máquina. Es decir, se realiza primero un dibujo en Autocad y después se pasa al programa específico que tiene la propia máquina.

El operario introduce la clase de pieza que se va a cortar, el espesor y el tipo de material. Ese menú de piezas es el que da la dureza y los parámetros de tiempo necesarios para realizar el corte. Según todos estos parámetros, el tiempo empleado puede variar mucho: de 15 minutos a más de 40 horas. También, dependiendo de esos parámetros, varia el precio del corte.

Es necesario también tener en cuenta el tipo de corte que se desea obtener, ya que puede ir desde el más basto al más perfecto, independientemente del material que sea. Todo ello depende de la utilidad que se le quiera dar después a la pieza.

Otra ventaja de la tecnología, es que pesar de que esté muchas horas en funcionamiento no se calienta.

La máquina puede cortar todo tipo de materiales metálicos y plásticos, así como mármol, vidrio... Con ella se pueden hacer grandes trabajos, pero también pequeños detalles.

El proceso de corte no afecta los materiales porque no los calienta, endurece ni deforma, además el trabajo con esta tecnología es muy limpio y eficiente.

El proceso inicia al acelerar la conducción del agua por una boquilla dirigida a una velocidad de 1000 metros por segundo, esto se logra con la aplicación de un intensificador de presión hasta 4000 Bar de alta tecnología.

Para obtener cortes sobre materiales de alta resistencia se mezcla el agua con abrasivos controlados, alcanzando cortes hasta de 15 cm de espesor en aceros, y mayores en materiales más suaves con alta precisión en diseños sofisticados, obteniendo contornos terminados y piezas de gran calidad, imposibles de lograr con herramientas tradicionales.

Características de corte:

El corte con chorro de agua a alta presión puede cortar sin abrasivo materiales como:

Espuma, Papel, Cartón, Goma, Plástico, Fibra de vidrio, Materiales para empaque, Pañales desechables, Tapíz automotriz, y Cualquier otro material blando no metálico.

El chorro de agua con abrasivo corta:

Todos los metales, Acero, Acero inoxidable, Acero de carbón, Acero templado, Aluminio, Ligas de níquel, Titanio, Latón, Mármol, Granito, Vidrio, Vidrio blindado, Cerámica, Azulejo, y cualquier otro material de alto índice de dureza y de grandes espesores

Ninguna otra máquina-herramienta corta una variedad tan amplia de productos.

Corta materiales muy finos y delicados y también de gran espesor y duros.

El software define los parámetros de trabajos para todos los materiales, por lo tanto no es necesaria la ejecución y el cambio de herramienta al mudar el material a ser cortado.

Economía y Alta Productividad

Requiere apenas algunos minutos para el ajuste y fijación del material a ser cortado.

Permite aumentar la cantidad producida, a través del acomodo de varias placas del material al mismo tiempo y del corte de múltiples piezas en una única etapa.

El uso simultáneo de cabezales múltiples de corte aumenta la productividad.

El chorro con abrasivo corta con el mínimo de desperdicio de material, optimizando el espacio entre las piezas al ser cortadas con el máximo de aprovechamiento.

Calidad y Precisión

El chorro de agua corta en frío y por erosión, produciendo excelente calidad en los bordes de los materiales cortados, sin zonas afectadas por la inducción del calor o por el desgaste mecánico.

No daña el medio ambiente

El corte con la tecnología de chorro de agua no daña el medio ambiente, no crea polvo, no contamina el aire, y no es necesario el uso de petróleo u otras soluciones que pueden ser dañinas.

Ventajas del corte con chorro de agua sobre el corte laser:

No tiene limitaciones de espesor.

No tiene problemas con materiales reflectivos como el aluminio y el bronce.

Por ser un corte al frío no hay zonas afectadas como ocurriría si hubiera calor.

En el cambio de los materiales al ser cortados, la única cosa que cambia es la velocidad del corte, no habiendo necesidad de reemplazar piezas y herramientas.

Es posible trabajar con varias cabezas de corte para aumentar la producción.

Ventajas del corte con chorro de agua sobre Plasma y Oxicorte:

Tanto el plasma como el oxicorte, son procesos que utilizan el calor, provocando zonas afectadas y con mal acabado.

El corte abrasivo corta a grosores mayores.

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