TEMA 10: Fresado - UPV/EHU

1 Tema10: Fresado1/27M DULO III: MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTATEMA 10: FresadoTECNOLOG A MEC NICADPTO. DE INGENIER A MEC NICAU niversidad del Pa s Vasco Euskal Herriko UnibertsitateaTema10: Fresado2/27 Contenidos1. Introducci n-Caracter sticas del proceso de Fresado y tipos de piezas-Descripci n del proceso de fresado2. Operaciones y herramientas m s comunes3. Herramientas de Fresado -Partes de una herramienta de Fresado - ngulos de los filos de una fresa-Acci n de cada diente en la pieza4. Par metros de Fresado -Par metros b sicos de una operaci n de Fresado -Avance por diente y espesor de viruta-Secci n de viruta-Fuerza de corte -Potencia de corte5. Fresadoras: Descripci n y algunas arquitecturas6. Cuestionario tutorizado7. Oportunidades laborales: empresas y productosTema10: Fresado3/271. Introducci nCARACTER STICAS DEL PROCESO DE Fresado Y TIPOS DE PIEZAS: Operaciones de mecanizado para piezas de geometr a diversa: piezas prism ticas, complejas, superficies inclinadas.

2 VENTAJAS DEL PROCESO Cualquier geometr a. Buena precisi n y acabado superficial comparado con fundici n/forja. Flexibilidad: desde piezas unitarias hasta largas series. Diferentes materiales (limitaci n en materiales muy duros). LIMITACIONES DEL PROCESO Proceso caro. Limitado en algunos materiales muy dif ciles de fresadasSuperficies planas y acabado de zonas de piezas fundidas/forjadasTema10: Fresado4/271. Introducci nPiezas de geometr a compleja: moldes, matrices, alabes, piezas aeron uticas,..CARACTER STICAS DEL PROCESO DE Fresado Y TIPOS DE PIEZAS: Operaciones de mecanizado para piezas de geometr a diversa: piezas prism ticas, complejas, superficies inclinadas, .. VENTAJAS DEL PROCESO Cualquier geometr a. Buena precisi n y acabado superficial comparado con fundici n/forja. Flexibilidad: desde piezas unitarias hasta largas series. Diferentes materiales (limitaci n en materiales muy duros). LIMITACIONES DEL PROCESO Proceso caro. Limitado en algunos materiales muy dif ciles de : Fresado5/271.

3 Introducci nPiezas de geometr a compleja: moldes, matrices, alabes, piezas aeron uticas,..CARACTER STICAS DEL PROCESO DE Fresado Y TIPOS DE PIEZAS: Operaciones de mecanizado para piezas de geometr a diversa: piezas prism ticas, complejas, superficies inclinadas, .. VENTAJAS DEL PROCESO Cualquier geometr a. Buena precisi n y acabado superficial comparado con fundici n/forja. Flexibilidad: desde piezas unitarias hasta largas series. Diferentes materiales (limitaci n en materiales muy duros). LIMITACIONES DEL PROCESO Proceso caro. Limitado en algunos materiales muy dif ciles de : Fresado6/27 Mov. Principal1. Introducci nDESCRIPCI N DEL PROCESO DE Fresado APLICACIONESM ecanizado de piezas sin simetr a de revoluci n. COMBINACI N DE DOS MOVIMIENTOS DIFERENTES:El movimiento principal o de corteEl movimiento de avance MOVIMIENTO PRINCIPALGiro de la herramientaConsumo de Potencia y Velocidad mayor que el movimiento de avance. MOVIMIENTO DE AVANCELo m s com n es disponer de una fresadora de 3 grados de libertad (XYZ).

4 Para dar una idea: En una operaci n de Fresado como la de la derecha, por cada giro la fresa solo avanza AvanceMov. PrincipalMov. AvanceTema10: Fresado7/271. Introducci nDESCRIPCI N DEL PROCESO DE Fresado PROCESO MUY VERSATIL POR DOS MOTIVOSP osibilidad de variar la direcci n del movimiento de de cambiar la geometr a de la : Fresado8/27 Planeado2. Operaciones comunesTema10: Fresado9/27 Escuadrado2. Operaciones comunesTema10: Fresado10/27 Mecanizado de cajeras2. Operaciones comunesFresas con filo al centroTema10: Fresado11/27 Mecanizado de superficies complejas2. Operaciones comunesTema10: Fresado12/273. Herramientas de FresadoPARTES DE UNA HERRAMIENTA DE Fresado : SE DIVIDE EN: Mango Parte Cortante EN LA PARTE CORTANTE:Suele disponer de varios filos. En cada uno de ellos: Filo Principal Filo Secundario Superficie de incidencia Superficie de desprendimiento Punta del dienteSuperficie de incidenciaSupf. de desprendimientoFilo secundarioPlaquita de asientoPunta del dienteFilo principalPlaquita de corteAlojamiento para la virutaSuperficie de incidenciaSuperficie de desprendimientoFilo secundarioTema10: Fresado13/27 NGULOS DE LOS FILOS DE UNA FRESA SE PUEDEN DEFINIR: ngulo de posici n de filo principal ( r) ngulo de posici n de filo secundario ( r) ngulo de desprendimiento ( ) ngulo de incidencia ( )3.

5 Herramientas de FresadoSuperficie de desprendimientoSecci n AA a Vc(-)(+) r rVelocidad de AvanceNVel. AvanceSecc. AA PiezaDienteVirutaSuperficie de incidenciaSecci n AAVcTema10: Fresado14/27 NGULOS DE LOS FILOS DE UNA FRESA SE PUEDEN DEFINIR: ngulo de posici n de filo principal ( r) ngulo de posici n de filo secundario ( r) ngulo de desprendimiento ( ) ngulo de incidencia ( )3. Herramientas de Fresado ngulo de desprendimiento axial ( a) ngulo de desprendimiento radial ( r) a rDoblemente negativaDoblemente positivaPositiva - negativaMayor Robustez del filoMejor flujo de la virutaTema10: Fresado15/27 ACCI N DE CADA DIENTE EN LA PIEZA LOS FILOS DE UNA FRESA GIRAN Y SE TRASLADAN SIMULTANEAMENTE: Se genera un corte intermitente: El filo entra y sale de la pieza. La cantidad de material que arranca var a seg n la posici Herramientas de FresadoMov. AvanceMov. Principal Filo 1 Filo 2 Filo 3 Filo 1 Filo 2 Filo 3 Tema10: Fresado16/274. Par metros de FresadoPAR METROS B SICOS DE UNA OPERACI N DE Fresado Velocidad de Corte (m/min): Profundidad de Pasada radial (ae) y axial (ap)aey ap(mm) Velocidad de Avance (mm/min):Vf(mm/min) Avance por filo (mm)Vc: Velocidad de corte (m/min)D: Di metro de la fresa en mmN: Veloc.

6 De rotaci n (rpm)fz: Avance por filo (mm/filo)Vf: Velocidad de avance (mm/min)N: Veloc. de rotaci n (rpm)z: N mero de filos de la fresaNVcapaezNVffz =1000 NDVc = VfNfzTema10: Fresado17/274. Par metros de FresadoAVANCE POR DIENTE Y ESPESOR DE VIRUTA El espesor de viruta (ac) var a a lo largo del recorrido del diente. El espesor de viruta depende de la posici n radial del diente, definida por el ngulo . racfz sin( ) rVfSi r=90 ac2acmax=fzac1 Trayectorias de los filos fz ac() sinzcfa=Si r 90 ()()rcfza sinsin =Tema10: Fresado18/274. Par metros de FresadoSECCI N DE VIRUTA La secci n de viruta (Sc), representa la secci n de material que est siendo arrancada por un diente, y se obtiene multiplicando el espesor de corte por la anchura de corte. racSc1 ScSc2Sc3awwccaaS =Trayectoria de los filosDado que var a el espesor de corte en cada instante, la secci n de viruta tambi n var aScTema10: Fresado19/274. Par metros de FresadoFUERZA DE CORTE Es la fuerza originada en el proceso de Fresado .

7 Al igual que en el caso de torneado, depende del material y de los par metros de corte. La fuerza de corte en Fresado es variable por dos motivos: Sces variable y pses funci n de ac que tambi n es AxialFuerza RadialFuerza de corte Sc acacpscscSpF =Zona habitual en torneadoZona habitual en fresadoTema10: Fresado20/274. Par metros de FresadoFUERZA DE CORTE Es la fuerza originada en el proceso de Fresado . Al igual que en el caso de torneado, depende del material y de los par metros de corte. La fuerza de corte en Fresado es variable por dos motivos: Sces variable y pses funci n de ac que tambi n es AxialFuerza RadialFuerza de corte0 Fuerza de corte (N)Tiempo (s)200-1000,1 Tema10: Fresado21/274. Par metros de FresadoPOTENCIA DE CORTE Como la fuerza de corte Fc es variable con el tiempo y en un cierto instante puede haber varios dientes en corte, no es posible un c lculo simple de la potencia. Por ello, se obtiene un valor promediado a partir del valor medio del espesor de = = =))(()()()()(Sc(ac)=Sc(t)ac(t) C lculo complicado!

8 !Se obtiene un valor medio de la potencia consumida Pmmultiplicando un valor medio de la energ a espec fica de corte ps* por el volumen total de viruta mecanizado por unidad de tiempo: epfcsmaaVapP =)(*El valor medio de la energ a espec fica de corte se obtiene de tablas a partir del valor medio del espesor de corte (ac)()Dsenfadaarzecc = = 210 Tema10: Fresado22/275. Fresadoras: Descripci n y algunas arquitecturasPARTES DE UNA FRESADORA: La fresadora es la m quina-herramienta que se utiliza para llevar a cabo el proceso de Fresado . LA FRESADORA DEBE APORTAR LOS SIGUIENTES MOVIMIENTOS Giro de la fresa a diferentes velocidades y con la potencia suficiente. Movimiento de avance relativo entre la herramienta y la pieza en cualquier direcci n de avance. ADEM S .. Los movimientos deben ser precisos. Se debe sujetar la pieza y las herramientas con la fuerza asColumnaCarroTema10: Fresado23/27 TIPOS DE FRESADORAS: Al contrario que otras m quinas-herramientas, existen muchos tipos de fresadoras en funci n del tipo y tama o de pieza que se desea mecanizar.

9 Fresadoras manuales, los movimientos de avance se consiguen mediante sistemas mec nicos que se accionan a mano. Fresadoras de CN: los movimientos de avance son accionados por servomotores, que ejecuta un Fresadoras: Descripci n y algunas arquitecturasFoto de de eje de la fresa es verticalEl eje de la fresa es horizontalTema10: Fresado24/27 ALGUNAS ARQUITECTURAS: En la figura se muestran 7 tipos de arquitecturas de fresadoras de 3 Fresadoras: Descripci n y algunas arquitecturasYYTema10: Fresado25/271. A pesar de que el proceso de Fresado sea muy vers til, piensa en geometr as de pieza que sean muy dif ciles/imposibles de realizar mediante Cual es el n mero m ximo de ejes que suelen incorporar las fresadoras? Qu ventajas puede tener incorporarlos? Y qu desventajas?3. En las operaciones de torneado, la viruta puede enredarse entre la herramienta y la pieza lo que genera grandes problemas para poder retirarla de la zona de trabajo, sin embargo en Fresado esto no es ning n problema.

10 Podr as explicar por qu ?4. Dibuja una secuencia de golpeo de varios filos sobre una pieza. A partir de este dibujo podr as obtener una relaci n entre los par metros de Fresado y la rugosidad superficial resultante? Qu par metro es el m s influyente? 5. Adem s de la fuerza de corte hay otras dos componentes: Radial y tangencial Puedes explicar c mo influye cada una de estas componentes en el proceso de Fresado ?6. Cuestionario tutorizadoTema10: Fresado26/276. Qu ventajas puede tener utilizar una fresadora horizontal frente a una vertical?7. Qu ventaja puede tener utilizar una fresadora donde el movimiento de los ejes sea transmitido directamente a la herramienta, mientras que la mesa donde se coloca la pieza permanece inm vil?6. Cuestionario tutorizadoTema10: Fresado27/277. Algunas empresas y a BATZ S. de grandes matrices de estampaci n: Igorre (Bizkaia) de turbina fabricado por Talleres Aratz : Mecanizaciones Aeron uticas de piezas aeron uticas para fuselajes de n: Agoncillo (La Rioja) de precisi n GAIF resado de piezas de precisi n: Zaldibar (Bizkaia) Aratz de piezas de alta complejidad: Turbinas y elementos de rodetes parasector hidroel ctrico, piezas para sat lites, prototipos.