conceptos bÁsicos para mÁquina fresadora

Escuela Industrial Superior de Valparaíso “Ad augusta per Angusta”

OBJETIVOS:

1. Conocer y comprender las operaciones de mecanizado que permite ser realizadas en una máquina fresadora.

2. Conocer e identificar los tipos de fresas empleadas en una máquina fresadora 3. Conocer, comprender y aplicar los parámetros de corte empleados en una máquina

fresadora

APRENDIZAJES ESPERADOS

1. Prepara maquina fresadora universal para fabricar partes y piezas, de acuerdo a especificaciones técnicas y a los principios de mecanización, aplicando las normas de seguridad y medio ambiente

TEXTO GUÍA

CONCEPTOS BÁSICOS PARA MÁQUINA FRESADORA

Instrucciones:

1. Lee comprensivamente el texto guía

2. Comparte con tu compañero lo aprendido

3. Resuelve y aclara todas tus dudas con el profesor cuando este último exponga las ideas fuerza del texto leído

4. Resuelve apoyado del texto guía las actividades propuestas

5. Tiempo 45 minutos

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MECÁNICA INDUSTRIAL Fresado de piezas y conjuntos mecánicos

INTRODUCCIÓN Una fresadora es una máquina-herramienta cuya función es crear piezas de determinadas formas, a través de un proceso de mecanizado de las mismas, con el uso de una herramienta giratoria llamada fresa. Una fresadora puede usarse en una variedad amplia de materiales: usualmente se aplica a metales, como el acero y el bronce y también en maderas y plástico. Se reconoce como la primera de estas máquinas la inventada por Eli Whitney en 1818, para poder cumplir el encargo del gobierno de Estados Unidos de América de producir 10.000 rifles de manera masiva a un precio bajo. Para la época, la producción de armas se realizaba artesanalmente con gran cantidad de trabajo manual. En cambio con el uso de la fresadora las partes constituyentes de las armas se podían fabricar siguiendo un patrón y así acelerar la producción.

Operaciones de Mecanizado en Máquina Fresadora

a) Fresado: Proceso de arranque de viruta, realizado sobre la pieza operaciones de aplanado o perfilado rectilíneo o helicoidal mediante el movimiento de una herramienta rotativa llamada fresa.

b) Desbaste: Eliminar material en el menor tiempo posible. Aproximar dimensiones finales de la pieza. Arranque en el orden de Milímetros o décimas de milímetros.

c) Acabado: Obtener las dimensiones finales de la pieza y poca rugosidad en la superficie. Arranque en el orden de las centésimas de milímetro.

d) Rectificado: Obtener medidas muy precisas y buena calidad superficial. Arranque en el orden de las milésimas de milímetros

e) Tipos de fresa y su función

http://es.wikipedia.org/wiki/Eli_Whitney



f) Planeado: Es la aplicación más frecuente de fresado y tiene por

objetivo conseguir superficies planas. g) Fresado en Escuadra: Esta es una variante del planeado que

consiste en dejar escalones perpendiculares en la pieza que se mecaniza.

h) Ranurado: Realizar cavidades a lo largo de la pieza. El esfuerzo de corte

sólo se da en una pequeña parte de los dientes.

i) Vaciados o cavidades: Fresado a una determinada profundidad en rampa o varios cortes.

j) Biselado o chaflanado: Generalmente formación de chaflanes o cortes en forma de V.

k) Fresado de engranajes: Consiste en tallar sobre un disco de acero el tallado de dientes mediante el uso de módulos.

Problemas típicos en el fresado: Rotura de herramientas de cortes: - Demasiada profundidad

- Demasiado avance

- Demasiada profundidad de corte Desgaste de herramientas de corte: - Material de mucha dureza

- Mala evacuación o salida de la viruta Deficiente calidad superficial: - Calidad de la herramienta

- Vibraciones excesivas

- Mala evacuación o salida de la viruta - Demasiada profundidad de corte



AJUSTE DEL NÚMERO DE REVOLUCIONES El número de revoluciones depende de la velocidad de corte admitida y del diámetro de la fresa. En el fresado e entiende por velocidad de corte el recorrido de un filo de la fresa en m/min. La velocidad de corte admisible se toma de la tabla que se da a continuación.

1) Si la velocidad de corte es demasiado grande, los dientes se embotan

prematuramente. 2) Si la velocidad de corte, por el contrario, es demasiado pequeña, el rendimiento del

fresado será pequeño.

El número de revoluciones de la fresa por minuto será:

1) Parámetros de corte de fresado

a) Elección del tipo de máquina, accesorios y sistemas de fijación de pieza y herramienta más adecuados.

b) Elección del tipo de fresado: frontal, tangencial en concordancia o tangencial en oposición.

c) Elección de los parámetros de corte: velocidad de corte (Vc), velocidad de giro de la herramienta (n), velocidad de avance (Va), profundidad de pasada (p), anchura de corte (Ac), etc.)

2) Velocidad de corte (Vc) Se puede definir como la velocidad con la cual un punto en la circunferencia de la pieza de trabajo pasa por la herramienta de corte en un minuto se expresa en m/min. Estas velocidades están determinadas por los fabricantes de herramientas.

OPOSICIÓN

CONCORDANCIA

𝑛 =vc ∗ 1000

𝜋 ∗ 𝜙

𝜋 = 3.1416 𝜙 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 𝑉𝑐 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒 𝑚/𝑚𝑖𝑛 n = número de revoluciones de la fresa por minuto



3) Revoluciones por minuto (n) Se define a las revoluciones que da en un minuto el husillo de la máquina herramienta.

4) Velocidad de Avance (Va): Se expresa en mm/min. Se define como la distancia que avanza la herramienta de corte a lo largo de la pieza de trabajo por cada revolución del husillo.

Donde st= Avance por diente (según Tabla) Z= N° de dientes de la fresa n= R.p.m

Tabla de Velocidades de corte de los aceros (Vc)

5) Profundidad de Corte (p): La profundidad de corte o profundidad de pasada (p) es la

profundidad de la capa arrancada de la superficie de la pieza en una pasada de la herramienta. Habitualmente se expresa en milímetros (mm). Existen dos maneras de calcularlo uno de ellos es aplicando una formula simple que considera como máximo de corte 1/3 del diámetro del cortador o fresa, esto con el fin de evitar fractura por flexión de la herramienta de corte y el otro es a través de una tabla. Primer Caso Fresadora eje Vertical

Material

Fresa de acero rápido Metal duro Vc en m/min

st = mm/diente Vc en

m/min

st = mm/diente

Fre

sa

cilín

dri

ca

Fre

sa

fro

nta

l

cilín

dri

ca

Fre

sa

de

dis

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Fre

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be

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po

rta

cu

ch

illa

s

Fre

sa

cilín

dri

ca

Ca

be

zal

po

rta

cu

ch

illa

s

Fundición gris GG-15 18-22 0,2 0,15 0,07 0,07 0,07 0,3 55-65 0,2 0,3

Fundición gris GG-25 16-20 0,2 0,15 0,07 0,07 0,07 0,3 45-60 0,2 0,3

Fundición maleable 16-20 0,2 0,2 0,07 0,07 0,07 0,3 45-60 0,15 0,2

Acero St 50 (Sae 1025) 20-24 0,2 0,15 0,07 0,06 0,07 0,3 80-120 0,15 0,2

Acero St 60 (Sae 1035) 18-20 0,15 0,1 0,06 0,06 0,06 0,2 70-100 0,15 0,2

Acero st 70 (sae 1045) 12-16 0,1 0,1 0,06 0,06 0,06 0,2 60-100 0,15 0,2

Acero 31 Ni Cro 14 12-16 0,15 0,1 0,1 0,06 0,06 0,15 60-90 0,1 0,15

Acero 35 ni Cro 18 10-14 0,1 0,1 0,07 0,05 0,05 0,1 60-90 0,1 0,1

Fundición acero GS-45 16-20 0,15 0,15 0,07 0,07 0,07 0,2 50-80 0,15 0,2

Bronce 40-50 0,15 0,15 0,07 0,07 0,07 0,2 80-100 0,15 0,2

Latón 50-60 0,2 0,2 0,07 0,07 0,07 0,3 100-120 0,2 0,3

Aluminio 250-350

0,1 0,1 0,07 0,07 0,07 0,15 400-800 0,1 0,2

Fundición de aluminio 250-350

0,1 0,1 0,07 0,07 0,07 0,15 400-600 0,15 0,2

Materiales sintéticos 55-70 0,15 0,15 0,7 0,07 0,07 0,15 160-200 0,2 0,3

p=1/3 * Ø



Segundo Caso Tabla Profundidad de Corte Fresadoras eje horizontal

Material

Acabado Desbastado

Profundidad de fresado hasta p=

1mm

Profundidad de fresado hasta

p=5mm

Profundidad de fresado hasta

p=8mm

Vc m/min Vc m/min Vc m/min

FRESAS CILÍNDRICAS HSS ANCHO DE FRESADO HASTA 100

MM

Acero de aleación mejorado hasta 100 kgf/mm2

10…14 10…12 8….10

Acero aleación recocido hasta 75 kgf/mm2

14…18 12…14 10…12

Acero no aleado hasta 70 kgf/mm2 18….22 12….14 12….14

Fundición 14…..18 12….14 10….12

Metales ligeros 200…300 150….250 150…200

Latón 40…60 30…40 30…40

EJEMPLO DE APLICACIÓN: CONSIDERANDO QUE Va=st x z x n y Donde:

Va= Velocidad de avance (mm/min) por diente de la fresa st= Avance por diente de la fresa z= Número de dientes n= Rpm de la fresa Vc =Velocidad de corte Ø= Diámetro de la fresa ENTONCES: Se requiere realizar un planeado, mediante un fresado de desbastado, para una placa de acero St 50 con una fresa frontal cilíndrica de acero rápido de 8 dientes, cuyo diámetro es de 50mm. Calcular el Número de Rpm, avance y profundidad de corte de la fresa (p). Vc (según tabla)= 20 a 24 m/min. St (según tabla) =0,15 mm/diente Ǿ Diámetro = 50 mm 22 m/min * 1000 22.000 mm/min n = _______________ = ______________ = 141,93 rpm

3,14 * 50mm 155 mm

Va = 0,15 mm/diente * 8 dientes * 141,93 rpm = 170 mm/min

p = Para un fresado de desbastado, con una Vc= 12 o 14 m/min según tabla se recomienda

un Máximo de 5 mm por pasada. (Considerando condiciones ideales de máquina y/o

herramienta)

𝑛 =vc ∗ 1000

𝜋 ∗ 𝜙



ACTIVIDADES Resuelve los siguientes ejercicios de aplicación

A) Es necesario conocer la Velocidad de avance y profundidad de corte para realizar una

ranura con una fresa de disco de 60 dientes y cuyo Ǿ=80 mm en una placa de acero de

aleación, considerar un n=39 rpm (Aplicación)

B) Se requiere mecanizar un chavetero para un eje de acero St 60 con una fresa de vástago o dedo de acero rápido de 4 dientes, cuyo n =106 rpm. Calcular el diámetro (d) de la fresa y su avance. (Aplicación)



C) Se requiere realizar un planeado a escuadra, mediante un fresado de desbaste, para una placa de acero St 70 con una fresa frontal cilíndrica de acero rápido de 6 dientes, cuyo diámetro es de 40mm. Calcular el Número de Rpm, avance y profundidad de corte de la fresa. (Aplicación)

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