Las fresas definen una amplia familia de herramientas que, en aplicaciones de fresado, se utilizan para realizar tareas que no pueden realizarse con brocas estándar. En particular, la fresa de corte es más eficaz al realizar agujeros de fondo perfectamente plano gracias a su capacidad de cortar en todas las direcciones, incluso verticalmente. En este blog, se analizará en detalle el método de taladrado con una fresa, las fresas más adecuadas para este fin y las medidas adoptadas para mejorar la eficiencia y la precisión. Se abordarán los procedimientos preliminares, como la selección de las herramientas adecuadas, la preparación de la pieza, etc., y las instrucciones paso a paso para realizar agujeros de fondo plano correctamente. Esta extensa guía es útil tanto para maquinistas experimentados como para aficionados que deseen aprender tecnologías aún más avanzadas.
¿Qué es una fresa y cómo se utiliza una fresa?
Un La fresa de extremo es una herramienta de corte Herramienta utilizada específicamente para procesos de fresado industrial, capaz de eliminar material a una profundidad definida y con la forma adecuada. Las fresas de extremo pueden cortar En dirección radial, ya que tienen filos de corte en los laterales y la punta, lo que les permite cortar en otras direcciones, además de la axial, como las brocas estándar. Estas herramientas están hechas de acero rápido o carburo, y su elección depende de los requisitos de mecanizado. Para usar una fresa de extremo, se debe colocar en el husillo de la fresadora, ajustar la velocidad y el avance necesarios, y posicionar la fresa giratoria en un eje determinado para realizar tareas como perfilado, contorneado, ranurado, mandrinado y otras. Sin embargo, esto no es sencillo, ya que debe tener éxito en la eliminación del material objetivo y requiere una selección cuidadosa del tamaño de la fresa y la geometría de las ranuras para obtener la tarea necesaria con un desgaste o rotura mínimos de la herramienta.
Entendiendo la diferencia entre una fresa y una broca
Las fresas y las brocas son herramientas completamente diferentes, y sus usos también son distintos. Para crear agujeros cilíndricos en un material, se utiliza un dispositivo comúnmente conocido como "broca". El movimiento de una broca se limita principalmente a ir en posición vertical descendente. No ocurre lo mismo con los movimientos de deslizamiento lateral. Las fresas son herramientas de corte suaves que pueden realizar cortes precisos y profundos, así como cortes laterales. Las fresas están optimizadas para realizar algunos procesos de fresado incremental, como el fresado de ranuras, contornos y perfiles. Esto se debe a la presencia de caras de corte en el lateral y la punta de la herramienta de corte de la fresa. Las brocas se utilizan principalmente para producir agujeros, no agujeros simples con una broca, sino que cuentan con fresas, cuya cabeza permite un conformado preciso del material, lo cual es además necesario para un procesamiento de alta calidad.
Tipos de fresas para diversas aplicaciones
Las fresas de extremo se fabrican en diversos estilos según la aplicación de la pieza de trabajo. Entre ellos se incluyen:
- Fresas de extremo cuadrado: Están diseñadas para producir esquinas afiladas a 90 grados y permiten ranurar, acanalar y contornear. En la molienda de maíz, son las herramientas más eficientes para convertir minutos en segundos mientras se elimina material.
- Las fresas de punta esférica tienen un extremo redondeado, lo que las hace ideales para mecanizar superficies redondeadas o contorneadas. Estas brocas se utilizan comúnmente en procesos de fresado 3D, como el mecanizado de matrices y moldes.
- Fresas de desbaste: Estas herramientas, también conocidas como fresas desbastadoras, tienen un modo de corte dentado que permite una rápida eliminación de material con mínima vibración. Esto resulta útil en las etapas iniciales de cualquier proceso de corte, ya que es donde se elimina la mayor parte del material.
Sin embargo, cada tipo de fresa está diseñado para una aplicación específica y el tipo de material que se utilizará, lo que garantiza la máxima eficiencia operativa con resultados de alta calidad en los procesos de fabricación. Este conocimiento ayuda al operario a elegir la herramienta más adecuada para cada tarea, mejorando así la productividad y la durabilidad de la herramienta.
Cómo elegir la herramienta adecuada para su máquina
Al elegir una fresa para su máquina, es importante considerar el material, los parámetros de mecanizado y las posibles formas del corte. Para empezar, considere el material que va a mecanizar; por ejemplo, es necesario utilizar herramientas con un ángulo de hélice alto al trabajar con materiales más blandos como el aluminio para maximizar la evacuación de la viruta, a diferencia de los aceros para fresado, que requieren fresas recubiertas con calidades resistentes. En este caso, especifique la operación de mecanizado: el contorneado exterior se realiza bien con fresas de desbaste, que pueden procesar mucho material rápidamente, pero las fresas de punta esférica o cuadradas son adecuadas para el acabado. Finalmente, tenga en cuenta todas las características de la máquina, como la velocidad del husillo y la rigidez, para que la fresa no se desgaste innecesariamente en el extremo de la herramienta durante su uso. Información del proyecto: MSC Industrial Supply, Grainger y Circuit Specialists ofrecen una amplia gama de recursos y herramientas para que los usuarios puedan elegir la fresa correcta, lo que mejora la eficiencia del mecanizado, la precisión y la durabilidad de la herramienta.
¿Cómo se perfora un agujero con una fresa?
Configuración de la máquina CNC para taladrar
Para operar una máquina CNC con una fresa para taladrar, el primer paso es fijar la pieza a la mesa de la máquina para asegurar estabilidad y precisión durante el taladrado. A continuación, seleccione la fresa adecuada para el material y el tamaño del agujero a taladrar, y asegúrese de que esté correctamente fijada al husillo de la máquina. Especifique los valores correctos en la entrada de parámetros del programa CNC, incluyendo la velocidad del husillo, el avance y la profundidad de taladrado según el material y la fresa, que tiene sus especificaciones. Compruebe la precisión de la trayectoria y realice una prueba si lo considera oportuno. Una vez completada y validada la instalación, puede comenzar el taladrado, supervisando constantemente el funcionamiento de la máquina para corregir el proceso en caso de fallo.
Técnicas para lograr pozos de fondo plano
Para obtener agujeros de fondo plano adecuados con una fresa de extremo, se aplican los siguientes métodos: Primero, se elige una fresa de extremo plano o de corte central, capaz de perforar directamente en la pieza sin necesidad de un agujero inicial. Posteriormente, el control de la máquina CNC realiza un movimiento de penetración vertical y posteriores movimientos de rampa, con el fin de mantener constante la profundidad. Para mejorar el agarre de la herramienta al material y evitar un desgaste excesivo, se reduce la velocidad de avance. Finalmente, si el material es muy duro, se deben utilizar ciclos de taladrado por penetración, que, durante el uso de la fresa, facilitan la eliminación de viruta y reducen la acumulación de calor. Con estos métodos, la fresa puede producir agujeros de fondo plano de forma eficaz.
Errores comunes que se deben evitar al utilizar una fresa para taladrar
La principal desventaja de taladrar con una fresa es que se utiliza el tipo incorrecto, por ejemplo, una fresa estándar en lugar de una fresa de corte central, necesaria para el empotramiento. Otra desventaja habitual es la imposibilidad de variar tanto la velocidad de avance como la velocidad del husillo para cada tipo de material taladrado, lo que evita dañar la herramienta y obtener resultados desfavorables. También se debe evitar ignorar estrategias de arranque de viruta, como el picado o la aplicación de refrigerante, ya que pueden generar calor innecesario y reducir la vida útil de la broca. Para evitar estos errores comunes, se puede implementar un proceso de taladrado más preciso y eficiente, especialmente cuando se desea un agujero de fondo plano.
¿Por qué debería utilizar una fresa en lugar de una broca normal?
Ventajas de las fresas de extremo en la creación de agujeros de fondo plano
Las fresas de extremo ofrecen ventajas sobre las brocas estándar al producir agujeros de fondo plano. Esto se debe a que son una herramienta diseñada para el mecanizado de precisión y pueden realizar agujeros de fondo plano con una superficie razonablemente plana. Por ejemplo, las brocas circulares convencionales producen agujeros cilíndricos, ligeramente inclinados en la parte inferior debido al ángulo de rotación. A diferencia de las fresas de extremo, que producen agujeros de fondo plano gracias a sus filos de corte. Además, las fresas de extremo ofrecen mayor flexibilidad, ya que, además de taladrar, permiten realizar otros tipos de corte, como perfilado, contorneado y cajeado. Esta flexibilidad las hace especialmente útiles en operaciones de mecanizado complejas que requieren múltiples funciones. Además, al cortar, se logra precisión a una profundidad determinada; esto reduce las incertidumbres y mejora la calidad del acabado, lo que convierte a las fresas de extremo en la mejor herramienta de corte cuando se requiere precisión y calidad.
Comparación de herramientas de estilo fresador y de estilo taladro
Es importante tener en cuenta que las herramientas de fresado y de taladro deben considerarse dos herramientas diferentes con distintas ventajas y facilidad de uso en una operación de mecanizado. Las fresas de extremo se clasifican generalmente como herramientas de fresado, diseñadas para corte lateral y pueden utilizarse en diversas operaciones de mecanizado, como fresado, perfilado y corte de contornos con un diseño de dos flautas. Estas herramientas son ideales para aplicaciones de alta precisión que requieren agujeros de fondo plano con baja relación de aspecto, ya que permiten controlar el movimiento de la herramienta en múltiples direcciones. Por otro lado, las herramientas de taladro son herramientas de corte puramente axial, utilizadas principalmente para crear un agujero cilíndrico con una cabeza puntiaguda. Estas son menos flexibles que las herramientas de corte, pero en algunas operaciones de taladrado sencillas que priorizan la profundidad sobre la forma, pueden ser más ventajosas, ya que se requiere menos esfuerzo para conformar innecesariamente. Por lo tanto, el argumento anterior sugiere que la decisión de elegir entre herramientas de fresado o de taladro y su uso en la máquina dependerá principalmente de aspectos específicos del mecanizado, como la precisión y la complejidad del trabajo.
Escenarios en los que una fresa cortará mejor que una broca
Las fresas de extremo superan a las brocas en aplicaciones que implican cortes laterales o que requieren formas complejas y acabados precisos. Son especialmente útiles para ranurar, cajear, contornear o cualquier operación que requiera controlar la trayectoria exacta de la fresa. Además, pueden emplearse cuando se requieren taladrados sobre superficies no planas o que requieren un fondo plano; por lo tanto, las brocas con forma cónica resultan ineficaces. Además de la facilidad para realizar características adicionales, como el radio de esquina, la fresa presenta menos restricciones de movimiento gracias a su menor tamaño y a su montaje en un husillo, lo que permite el movimiento en diferentes planos.
¿Cómo elegir una fresa adecuada para su proyecto?
Factores a considerar: diámetro, flautas y material
Algunas de las cosas importantes a tener en cuenta al elegir una fresa para un proyecto en particular son las siguientes:
- Diámetro: El acabado superficial y la forma en que se realizarán los cortes dependen del diámetro de la fresa. Un diámetro grande proporciona rigidez y contingencia en el movimiento operativo, lo cual es muy útil para cortes exigentes. Por otro lado, una fresa de diámetro pequeño es útil para realizar formas intrincadas y sofisticadas, ya que puede acceder a cavidades pequeñas y es más precisa.
- Flautas: La configuración de las flautas de una fresa de extremo, por ejemplo, una fresa de extremo de dos flautas, afecta la forma en que se elimina la viruta y el acabado superficial obtenido. Unas pocas flautas proporcionan un espacio relativamente mayor para la evacuación de la viruta, lo cual resulta útil en materiales más blandos y cortes profundos. Un mayor número de flautas mejora el acabado superficial de la fresa de extremo y se utiliza en materiales duros, ya que permite una velocidad de avance rápida con un menor grado de deflexión de la herramienta.
- Material: El material de desgaste de la fresa influye en su resistencia al desgaste, tenacidad y rendimiento de corte. El acero de alta velocidad (HSS) es rentable y ofrece suficiente tenacidad para el uso diario, mientras que las herramientas de carburo están templadas y son resistentes al calor, lo que permite su uso en condiciones más exigentes y con un mejor acabado. Además, se sabe que los recubrimientos de nitruro de titanio o diamante mejoran la vida útil y la eficiencia de las herramientas. En las fresas, el patrón debe tener una combinación de materiales adecuada con la pieza de trabajo para garantizar la máxima eficacia y resultados.
Cuándo optar por una fresa de corte central
Una fresa de corte central tiene propiedades únicas: puede penetrar directamente en el material; por lo tanto, su uso debe abordarse tras considerar la mejor manera de aprovechar sus características. Mientras que las fresas sin corte central no pueden iniciar un corte sin un orificio en el material que lo guíe, las variantes con corte central tienen filos que se extienden hacia el centro de la herramienta, lo que permite esta posibilidad. Esta característica es práctica, especialmente en procesos de fresado de cajeras, ranurado e incluso taladrado. En casos donde el posicionamiento preciso de la pieza es fundamental, el uso de una fresa de corte central permite la máxima eficiencia, manteniendo una alta precisión sin necesidad de agujeros guía, lo que mejora los procesos de fresado.
Fresas especiales para tareas específicas como aluminio y trabajos de torno
Ciertos tipos de fresas son prototipos para garantizar una mejor capacidad de corte y eficiencia en diferentes condiciones de mecanizado. Se recomiendan fresas de dos o tres flautas con ángulo de hélice alto para fresar aluminio, ya que aumentan la evacuación de viruta y reducen el impacto de la herramienta. Además, pulir las fresas de carburo o usar recubrimientos de mejor calidad, como el nitruro de circonio, mejora la calidad de la superficie y facilita el mecanizado de aluminio.
En la preparación de elementos de diseño que requieren torneado, se utilizan fresas de extremo especializadas, conocidas como fresas de roscado o herramientas de ranurado, para obtener formas y acabados específicos. Las fresas de extremo cortan roscas en lugar de ser accionadas. Utilizan una interpolación helicoidal controlada, lo que permite una mayor variedad de operaciones en ranuras de mayor diámetro que las que permiten los machos de roscar convencionales. Las fresas de extremo especializadas o de plomería se utilizan cuando el mecanizado de características implica líneas de perfil o ranuras precisas. Las fresas para juntas tienen filos de corte de precisión y producen un acabado superficial de calidad. El uso de fresas de extremo especializadas inadecuadas resulta en una infrautilización de la herramienta y, además, en resultados de baja calidad.
¿Cuáles son las mejores prácticas para el mantenimiento de su fresadora?
Limpieza y almacenamiento adecuados de las fresas
La limpieza y la colocación correctas de las fresas contribuyen a su mayor rendimiento y a una vida útil prolongada. Las fresas son herramientas de corte y requieren un manejo especial. Al final de la herramienta, es importante eliminar todos los residuos de la unión a tope, incluyendo refrigerante y virutas metálicas, que puedan haberse quedado atascados. Se puede utilizar un cepillo suave y detergente para facilitar la limpieza, siempre que se evite dañar las herramientas durante el proceso. También es importante secar bien las herramientas después del lavado para evitar la oxidación. Las fresas adecuadas se guardan en estuches o soportes protectores cuando no se utilizan, para evitar que otras herramientas o maquinaria entren en contacto con los filos de corte, lo que podría provocar virutas o pérdida de filo. Como mantenimiento general y la eliminación de partículas arenosas de la superficie, se facilita la clasificación de las piezas por tamaño y tipo, exponiéndolas durante el almacenamiento a factores externos. Las comprobaciones periódicas del estado de desgaste o daños de algunas piezas unidas al núcleo también son necesarias para garantizar un corte eficaz.
Técnicas de afilado para prolongar la vida útil de su herramienta
El afilado correcto de las fresas aumenta su vida útil. Las herramientas de corte deben afilarse con máquinas adecuadas para lograr los ángulos requeridos y conservar la forma del filo. Al realizar los diseños de afilado, es fundamental cumplir con los requisitos fundamentales relacionados con el material y el tipo de la fresa. Las fresas de carburo, por ejemplo, generan muelas de diamante para el rectificado, debido a su alta dureza. Durante el proceso de afilado, se requiere suficiente refrigerante para reducir el calor y proteger la herramienta de corte del daño térmico. La regularidad y la respuesta adecuadas al afilado mejoran el rendimiento y la vida útil de la herramienta, y por consiguiente, el costo total de las operaciones.
Uso de refrigerante para evitar el sobrecalentamiento durante la perforación
El uso de refrigerante durante la perforación es fundamental para evitar el sobrecalentamiento de la herramienta, que puede provocar defectos y una reducción del rendimiento. Los refrigerantes cumplen una función que va más allá de lubricar la zona de perforación; también ayudan a minimizar los efectos de la fricción y a enfriar el calor generado en la pieza. Esto es especialmente importante al trabajar con metal u otros materiales termoaislantes, especialmente cuando se necesita un orificio de fondo plano. Para aumentar la eficiencia de la refrigeración, el refrigerante debe dirigirse al filo de la herramienta y a la pieza. Existen diferentes categorías de refrigerantes, como los de emulsión de agua, los sintéticos y los aceites puros, cada uno con sus propias ventajas. Elegir el tipo adecuado según el material y las condiciones de perforación prolongará la vida útil de la herramienta y las máquinas.
Fuentes de referencia
Preguntas frecuentes (FAQ)
P: ¿Es posible realizar agujeros de fondo plano utilizando una fresa?
R: Sí, una fresa puede realizar agujeros perfectos con fondo plano. A diferencia de una broca, una fresa tiene un extremo plano, por lo que se utiliza para taladrar agujeros con fondo plano. Las fresas son prácticas, ya que se pueden insertar directamente en la pieza de trabajo o también se puede realizar una interpolación helicoidal para agujeros más grandes.
P: ¿Qué fresa creará agujeros de fondo plano o cavidades?
R: Para agujeros de fondo plano, es preferible utilizar fresas de extremo con corte central; de lo contrario, solo se pueden usar otras herramientas con una broca normal en caso de necesidad urgente. Un diseño de dos o cuatro filos servirá, pero una fresa de extremo de dos filos ofrece una mejor evacuación de la viruta. Asegúrese de que la fresa sea de penetración y tenga suficiente espacio libre para el material que se está trabajando.
P: ¿Cómo debo montar la fresadora para abrir un agujero de fondo plano con una fresa de extremo?
R: Generalmente, para crear un agujero de fondo plano con fresa de ranura, se puede utilizar una broca de punto o una broca de centrado para crear un agujero piloto. Esto ayuda a organizar la fresa y limita su desplazamiento. A continuación, comience a introducir lentamente la fresa en el material, ya que es necesario realizar un taladrado de picos para eliminar las virutas de los filos de corte y evitar el sobrecalentamiento.
P: ¿Por qué la gente utiliza una fresa en lugar de una broca para hacer agujeros?
R: La principal diferencia radica en que la fresa de extremo permite realizar un agujero de fondo plano, mientras que una broca regular suele realizar un cono de fondo en forma de copa. Además de agujeros de mayor diámetro que las fresas de extremo, también existen otros diámetros, con tolerancias más ajustadas. Aun así, las brocas son más eficientes para cortar agujeros pasantes simples que las fresas anulares o las punzantes, ya que están diseñadas para taladrar más que para ranuras espirales.
P: ¿Cómo obtengo el acabado óptimo al perforar con una fresa de extremo?
R: Para responder a esta pregunta, es necesario utilizar la velocidad de husillo y el avance adecuados para el material y la fresa. Si se puede ajustar el diámetro de la fresa, comience con una fresa de menor diámetro. Aplique refrigerante o fluido de corte para minimizar la generación y disipación de calor de las partículas de corte. Para un acabado más liso, aplique un escariador después de finalizar el fresado.
P: ¿Es posible utilizar una fresa para crear agujeros de gran tamaño?
R: Es posible crear agujeros sobredimensionados con una fresa de extremo empleando la técnica de interpolación helicoidal. En este caso, la fresa de extremo está programada para moverse en círculos y cortar un agujero de un diámetro mayor que el de la fresa. Esta técnica es muy eficaz cuando se requieren agujeros de gran diámetro con bases planas.
P: ¿Cómo puedo evitar vibraciones al fresar el extremo?
R: Para evitar vibraciones, asegúrese de comprender la velocidad correcta del husillo y la velocidad a la que introduce el material en la herramienta de corte. Coloque un bloque de madera firmemente fijado a la fresadora y herramientas cortas en su interior. También puede probar una fresa de extremo con hélice o flauta variable que reduzca la vibración. Utilice un ciclo de taladrado por punteo para reducir las fuerzas de corte y romper las virutas para obtener agujeros más profundos.
P: ¿Puedo utilizar una fresadora para hacer un orificio de explosión con una cara inferior plana?
R: Es posible, hasta cierto punto, usar una fresa de extremo para fresar un agujero de fondo plano; sin embargo, no es la mejor opción. Las fresas de extremo con brocas para fresar se diseñan principalmente para fresado lateral, y su diseño puede no ser eficiente para el corte por inmersión debido a su baja capacidad de corte vertical y poca holgura. Es recomendable evitar este tipo de brocas, pero si es necesario usarlas, se recomienda usar brocas para corte por inmersión, no para fresado.
