TEMA 13: Fresado - UPV/EHU

1 Tema13: Fresado 1/27 M DULO IV: MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA tema 13 : Fresado TECNOLOG AS DE FABRICACI N Grado en Ingenier a en Organizaci n Industrial DPTO. DE INGENIER A MEC NICA Universidad del Pa s Vasco Euskal Herriko Unibertsitatea Tema13: Fresado 2/27 Contenidos n -Caracter sticas del proceso de Fresado y tipos de piezas -Descripci n del proceso de Fresado y herramientas m s comunes de Fresado -Partes de una herramienta de Fresado - ngulos de los filos de una fresa -Acci n de cada diente en la pieza 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 corte : Descripci n y algunas arquitecturas tutorizado laborales: empresas y productos Tema13: Fresado 3/27 1. Introducci n 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.

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 trabajar. Partes fresadas Superficies planas y acabado de zonas de piezas fundidas/forjadas Tema13: Fresado 4/27 1. Introducci n Piezas 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).

3 LIMITACIONES DEL PROCESO Proceso caro. Limitado en algunos materiales muy dif ciles de trabajar. Tema13: Fresado 5/27 1. Introducci n Piezas 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 trabajar. Tema13: Fresado 6/27 Mov. Principal 1. Introducci n DESCRIPCI N DEL PROCESO DE Fresado APLICACIONES Mecanizado de piezas sin simetr a de revoluci n. COMBINACI N DE DOS MOVIMIENTOS DIFERENTES: El movimiento principal o de corte El movimiento de avance MOVIMIENTO PRINCIPAL Giro de la herramienta Consumo de Potencia y Velocidad mayor que el movimiento de avance.

4 MOVIMIENTO DE AVANCE Lo m s com n es disponer de una fresadora de 3 grados de libertad (XYZ). Para dar una idea: En una operaci n de Fresado como la de la derecha, por cada giro la fresa solo avanza mm. Mov. Avance Mov. Principal Mov. Avance Tema13: Fresado 7/27 1. Introducci n DESCRIPCI N DEL PROCESO DE Fresado PROCESO MUY VERSATIL POR DOS MOTIVOS Posibilidad de variar la direcci n del movimiento de avance. Posibilidad de cambiar la geometr a de la fresa. Tema13: Fresado 8/27 Planeado 2. Operaciones comunes Tema13: Fresado 9/27 Escuadrado 2. Operaciones comunes Tema13: Fresado 10/27 Mecanizado de cajeras 2. Operaciones comunes Fresas con filo al centro Tema13: Fresado 11/27 Mecanizado de superficies complejas 2. Operaciones comunes Tema13: Fresado 12/27 3. Herramientas de Fresado PARTES DE UNA HERRAMIENTA DE Fresado : SE DIVIDE EN: Mango Parte Cortante EN LA PARTE CORTANTE: Suele disponer de varios filos.

5 En cada uno de ellos: Filo Principal Filo Secundario Superficie de incidencia Superficie de desprendimiento Punta del diente Superficie de incidencia Supf. de desprendimiento Filo secundario Plaquita de asiento Punta del diente Filo principal Plaquita de corte Alojamiento para la viruta Superficie de incidencia Superficie de desprendimiento Filo secundario Tema13: Fresado 13/27 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 Superficie de desprendimiento Secci n AA a Vc (-) (+) r r Velocidad de Avance N Vel. Avance Secc. AA Pieza Diente Viruta Superficie de incidencia Secci n AA Vc Tema13: Fresado 14/27 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.

6 Herramientas de Fresado ngulo de desprendimiento axial ( a) ngulo de desprendimiento radial ( r) a r Doblemente negativa Doblemente positiva Positiva - negativa Mayor Robustez del filo Mejor flujo de la viruta Tema13: Fresado 15/27 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 n. 3. Herramientas de Fresado Mov. Avance Mov. Principal Filo 1 Filo 2 Filo 3 Filo 1 Filo 2 Filo 3 Tema13: Fresado 16/27 4. Par metros de Fresado PAR METROS B SICOS DE UNA OPERACI N DE Fresado Velocidad de Corte (m/min): Profundidad de Pasada radial (ae) y axial (ap) ae y 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 mm N: Veloc. de rotaci n (rpm) fz: Avance por filo (mm/filo) Vf: Velocidad de avance (mm/min) N: Veloc.

7 De rotaci n (rpm) z: N mero de filos de la fresa N Vc ap ae zNVffz 1000 NDVc Vf N fz Tema13: Fresado 17/27 4. Par metros de Fresado AVANCE 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 . r ac fz sin( ) r Vf Si r=90 ac2 acmax=fz ac1 Trayectorias de los filos fz ac sinzcfa Si r 90 rcfza sinsin Tema13: Fresado 18/27 4. Par metros de Fresado SECCI 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. r ac Sc1 Sc Sc2 Sc3 aw wccaaS Trayectoria de los filos Dado que var a el espesor de corte en cada instante, la secci n de viruta tambi n var a Sc Tema13: Fresado 19/27 4. Par metros de Fresado FUERZA DE CORTE Es la fuerza originada en el proceso de Fresado .

8 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: Sc es variable y ps es funci n de ac que tambi n es variable. Fc Fa Fr Fuerza Axial Fuerza Radial Fuerza de corte Sc ac ac ps cscSpF Zona habitual en torneado Zona habitual en Fresado Tema13: Fresado 20/27 4. Par metros de Fresado FUERZA 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: Sc es variable y ps es funci n de ac que tambi n es variable. Fc Fa Fr Fuerza Axial Fuerza Radial Fuerza de corte 0 Fuerza de corte (N) Tiempo (s) 200 -100 0,1 Tema13: Fresado 21/27 4. Par metros de Fresado POTENCIA 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.

9 Por ello, se obtiene un valor promediado a partir del valor medio del espesor de viruta. ccswcccsccccVtapataVaptSVtFP ))(()()()()(Sc(ac)=Sc(t) ac(t) C lculo complicado!! Se obtiene un valor medio de la potencia consumida Pm multiplicando 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 Tema13: Fresado 22/27 5. Fresadoras: Descripci n y algunas arquitecturas PARTES 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.

10 ADEM S .. Los movimientos deben ser precisos. Se debe sujetar la pieza y las herramientas con la fuerza suficiente. Cabezal Mesa Herramienta Consola Gu as Columna Carro Tema13: Fresado 23/27 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. 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 programa. 5. Fresadoras: Descripci n y algunas arquitecturas Foto de Foto de El eje de la fresa es vertical El eje de la fresa es horizontal Tema13: Fresado 24/27 ALGUNAS ARQUITECTURAS: En la figura se muestran 7 tipos de arquitecturas de fresadoras de 3 ejes. 5. Fresadoras: Descripci n y algunas arquitecturas Y Y Tema13: Fresado 25/27 1. 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 Fresado .