Transcript
Una es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados realizar mecanizados por arranque de viruta de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa denominada fresa En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas. Inventadas a principios del del siglo XIX, XIX, las fresadoras se han convertido en máquinas básicas en el sector el sector del mecanizado. del mecanizado. Gracias a la incorporación del control numérico, son las máquinas herramientas más polivalentes por la variedad de mecanizados que pueden realizar y la flexibilidad la flexibilidad que permiten en el proceso el proceso de fabricación. La fabricación. La diversidad de procesos mecánicos y el aumento de la competitividad la competitividad global global han dado lugar a una amplia variedad de fresadoras que, aunque tienen una base común, se diferencian notablemente según el sector el sector industrial en el que se utilicen. Asimismo, los progresos técnicos de diseño de diseño y calidad que se han realizado en las herramientas de fresar, han hecho posible el empleo de parámetros de corte muy altos, lo que conlleva una reducción drástica de los tiempos de mecanizado. Debido a la variedad de mecanizados que se pueden realizar en las fresadoras actuales, al amplio número de máquinas diferentes entre sí, tanto en su potencia su potencia como en sus características técnicas, a la diversidad de accesorios utilizados y a la necesidad de cumplir especificaciones cumplir especificaciones de calidad rigurosas, la utilización de fresadoras requiere de personal personal cualificado profesionalmente, profesionalmente, ya sea programador, preparador o fresador. El empleo de estas máquinas, con elementos móviles y cortantes, así como líquidos tóxicos líquidos tóxicos para la refrigeración la refrigeración y lubricación del corte, requiere unas condiciones de trabajo que preserven la seguridad y salud de los trabajadores y eviten daños eviten daños a las máquinas, a las instalaciones las instalaciones y a los productos los productos finales o semielaborados. o semielaborados.
En las máquinas de fresar corrientemente usadas en los talleres de construcciones mecánicas, se distinguen las siguientes partes principales:
: Es una especie de cajón de fundición, de base reforzada y de forma generalmen te rectangular, por medio del cual la máquina se apoya en el suelo. Es la parte que sirve de sostén a los demás órganos de la fresadora. : Es uno de los órganos es enciales de la máquina, puesto que es el que sirve de soporte a la herramienta y le dota de movimiento. Este eje recibe el movimiento a través de la caja de velocidades. : Es el órgano que sirve de sostén a las piezas que han de ser trabajadas, d irectamente montadas sobre ella o a través de accesorios de fijación, para lo cual la mesa está provista de ranuras destinadas a alojar los tornillos de fijación. : Es una estructura de fundición de forma rectangular, en cuya parte superior se desliza y gira la mesa en un plano horizontal; en la base inferior, por medio de unas guías, está ensamblado a la consola, sobre la cual se desliza accionado a mano por tornillo y tuerca, o automáticamente, por medio de la caja de avances. Un dispositivo adecuado permite su inmovilización. : Es el órgano que sirve de sostén a la mesa y sus mecanismos de accionamiento. Es un cuerpo de fundición que se desliza verticalmente en el bastidor a través de unas guías por medio de un tornillo telescopio y una tuerca fija. Cuando es necesario para algunos trabajos, se inmoviliza por medio de un dispositivo de bloqueo. : Consta de una serie de engranajes que pueden acoplarse según diferentes relaciones de transmisiones, para permitir una extensa gama de velocidades del husillo. Generalmente se encuentra alojada interiormente en la parte superior del bastidor. : Es un mecanismo constituido por una serie de engranajes ubicados en el interior del bastidor, en su parte central, aproximadamente. Recibe el movimiento directamente del accionamiento principal de la máquina. Por medio de acoplamientos con ruedas correderas, pueden establecerse diversas velocidades de avances. El enlace del mecanismo con el husillo de la mesa o la consola se realiza a través de un eje extensible de articulaciones cardán
La gran variedad de fresadoras puede reducirse a tres tipos principales: horizontales, verticales y mixtas, caracterizadas, respectivamente, por tener el eje portafresas horizontal, vertical o inclinable. 1 : Esencialmente, constan de una bancada vertical llamada cuerpo de la fresadora, a lo largo de una de cuyas caras se desliza una escuadra llamada ménsula o consola, sobre la cual, a su vez, se mueve un carro portamesa que se ha de fresar. En la parte superior de la bancada están alojados los cojinetes en los que gira el árbol o eje principal, que a su vez puede ir prolongado por un eje portafresas. Estas fresadoras se llaman universales cuando la mesa de trabajo puede girar alrededor de un eje vertical y puede recibir movimiento automático en sentido vertical, longitudinal y transversal, o al menos en sentido longitudinal. 2. : La máquina fresadora universal se caracteriza por la multitud de aplicaciones que tiene. Su principal nota característica la constituye su mesa inclinable que puede bascular tanto hacia la izquierda como hacia la derecha en 45°. Esta disposición sirve con ayuda del cabezal divisor para fresar ranuras espirales. Los tres movimientos de la mesa en sentido vertical, longitudinal y transversal se pueden efectuar a mano y automáticamente en ambos sentidos. Topes regulables limitan automáticamente la marcha en el punto deseado. En las manivelas que sirven para mover la mesa hay discos graduados que permiten ajustes finos. Estas máquinas encuentran aplicación en mecánica fina, en construcción de herramientas y de moldes, en la fabricación de piezas sueltas y de pequeñas series. En estas aplicaciones tienen empleos muy variados mediante accesorios basculantes y fácilmente recambiables que las hacen aptas para toda clase de trabajos con arranques de viruta. 3. : Así se llaman las fresadoras cuyo eje portafresas es vertical. En general son monopoleas y tiene la mesa con movimiento automático en sentido vertical, longitudinal y transversal. En la fresadora vertical el husillo porta -fresa está apoyado verticalmente en una cabezal porta-fresa generalmente giratorio. La fresadora vertical se aplica generalmente para trabajos de fresados frontales. 4 : Las máquinas fresadoras copiadoras cuyos procesos de trabajo pueden mandarse a mano o de modo totalmente automático, permiten la fabricación de piezas con formas irregulares, de herramientas para trefiladoras y para prensas y estampas siguiendo una plantilla, un modelo o un prototipo. El movimiento de un punzón que va palpando el modelo se transmite al husillo portafresa por medios mecánicos, hidráulicos o electrohidráulicos con refuerzo electrónico. En algunas máquinas los movimientos del palpador pueden seguirse sobre una pantalla. 5. posiciones
: Cuando, auxiliándose con accesorios, el husillo puede orientarse en las dos
6. El primer desarrollo en el área del control numérico por computadora (CNC) lo realizó el inventor norteamericano John T. Parsons (Detroit 1913 –2007) junto con su empleado Frank L. Stulen, en la década de 1940. El concepto de control numérico implicaba el uso de datos en un sistema de referencia para definir las superficies de contorno de las hélices de un helicóptero. La aplicación del control numérico abarca gran variedad de procesos. Se dividen las aplicaciones en d os categorías: las aplicaciones con máquina herramienta, tales como taladrado, fresado, laminado o torneado; y las aplicaciones sin máquina herramienta, tales como el ensamblaje, trazado, oxicorte,o metrología. El principio de operación común de todas las aplicaciones del control numérico es el control de la posición relativa de una herramienta o elemento de procesado con respecto al objeto a procesar. Al principio los desplazamientos eran de punto a punto, y se utilizaban básicamente en taladradoras. La invención de las funciones de interpolación lineal y circular y el cambio automático de herramientas hizo posible la construcción de una generación de máquinas herramientas con las que se taladra, rosca, fresa e incluso se tornea y que han pasado a denominarse centros de mecanizado en lugar de fresadoras propiamente dichas. Las fresadoras con control numérico por computadora (CNC) son un ejemplo de automatización programable. Se diseñaron para adaptar las variaciones en la configuración de productos. Su principal aplicación se centra en volúmenes de producción medios de piezas sencillas y en volúmenes de producción medios y b ajos de piezas complejas, permitiendo realizar mecanizados de precisión con la facilidad que representa cambiar de un modelo de pieza a otra mediante la inserción del programa correspondiente y de las nuevas herramientas que se tengan que utilizar así como el sistema de sujeción de las piezas. Utilizando el control numérico, el equipo de procesado se controla a través de un programa que utiliza números, letras y otros símbolos, (por ejemplo los llamados códigos G y M). Estos números, letras y símbolos, los cuales llegan a incluir &, %, $ y “ (comillas), están codificados en un formato apropiado para definir un programa de instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Cuando la tarea en cuestión varía se cambia el programa de instrucciones. En las grandes producciones en serie, el control numérico resulta útil para la robotización de la alimentación y retirada de las piezas mecanizadas. Las fresadoras universales modernas cuentan con dispositivos electrónicos donde se visualizan en forma mas sofisticada en unas que en otras las posiciones de las herramientas, y así se facilita mejor la lectura de cotas en sus desplazamientos. Asimismo, a muchas fresadoras se les incorpora un sistema de control numérico por computadora (CNC) que permite automatizar su trabajo. También pueden incorporar un mecanismo de copiado para diferentes perfiles de mecanizado. Existen varios lenguajes de programación CNC para fresadoras, todos ellos de programación numérica, entre los que destacan el lenguaje normalizado internacional ISO y los lenguajes Fagor y Siemens. Para desarrollar un programa de CNC habitualmente se utilizan simuladores que, mediante la utilización de una computadora, permiten comprobar la secuencia de operaciones programadas.
:
Maquetas y prototipos.
Industria de la madera.
Rotulación y Carteleria.
Industria del mueble.
Mecanizado técnico.
Industria aeronáutica
La fresadora está provista de una serie de accesorios que le permiten realizar las más variadas operaciones de fresado, los cuales se indican a continuación: Cabezal universal Ejes portafresas Aparato divisor y contrapunta Mesa circular divisora Divisor lineal Aparato mortajador Cabezal especial para fresar cremalleras Mesa inclinable. Pinzas portafresas.
: Son accesorios de la fresadora que se usan para sujetar la fresa y a la vez para transmitirle el movimiento que recibe el husillo. Se construyen de acero duro aleado, bien tratado y con acabados muy lisos y precisos.
·
Los ejes portafresas se seleccionan según el tipo de fresa que se debe montar y el tipo de trabajo que se va a efectuar. Para diferenciar estos portafresas se les agrupa dentro de una primera clasificación en:
-Ejes portafresas largos. I. II. III. IV. V.
Ejes portafresas cortos. Ejes portafresas largos: Las partes principales de un eje portafresas largo, por las funciones que cumplen son: Eje cilíndrico Collar impulsor Cuerpo cónico.
Estos ejes cumplen con la misma función que los ejes portafresas largos. Su diferencia está en que el eje cilíndrico largo se ha reemplazado por uno muy corto y en otros casos se ha eliminado por completo.
De agujero liso: Estos mandriles sé sub-clasifican en dos tipos, de acuerdo al chavetero de fresas: i. ii.
Para fresas con chavetero transversal. Para fresas con chavetero longitudinal.
El largo del vástago cilíndrico del mandril debe ser menor que el ancho de la fresa. En caso de ser mayor, se suplementa el ancho de la fresa con anillos separadores con chaveteros, a fin de poder apretar la fresa contra el mandril. o
o
De agujero roscado: Estos portafresas tienen el vástago roscado, lo que permiten tomar y fijar aquellas fresas que en lugar de chavetero llevan el agujero roscado. Para fresas con espigas.
o
o
o
Cuando las fresas de espiga cónica no se pueden f ijar directamente al husillo por diferencias en los diámetros y por diferencia de conicidades, se emplean estos mandriles que actúan como manguitos cónicos intermediarios entre la espiga de la fresa y el husillo. Debido a las combinaciones que resultan de tener que montar fresas con estas espigas, los mandriles portafresas, para hacer posible estas combinaciones, se construyen con diversas conicidades, por ejemplo: con conicidad interior Morse y coincida exterior Stsandard americana o viceversa. Con espiga cilíndrica: Para la sujeción y apriete de las fresas que tienen el mango cilíndrico se dispone de: Mandriles con agujero cilíndrico, en cuyo agujero ajusta el diámetro de la espiga de la fresa; para fijarlo dispone de un prisionero que se aprieta contra una muesca plana que lleva la espiga de la fresa.
Son mandriles hechos para ser fijados directamente al husillo cuyo alojamiento permite tomar en forma centrada las pinzas, sujetándolas mediante una tuerca o un tirante.El cuerpo cónico se fija en el husillo y, en el alojamiento del portapinza, se mete la pinza que es fijada por la tuerca. Al apretar la tuerca no sólo se fija la pinza sino también se aprieta la pieza al ser presionado el asiento cónico de la pinza. Algunos tipos de portapinzas, por su diseño, traen también una contratuerca, la que permite fijar posición definitiva de apriete de la pinza y de la pieza.
i.
ii. iii.
iv. v.
Aparato divisor: El montaje sobre el aparato divisor permite hacer en la fresadora ciertas operaciones que de otro modo no será posible ejecutarlas, o cuando menos resultarían muy complejas. – Algunos de estos casos son: Conseguir que la pieza gire a una velocidad relacionada y en forma simultánea con el desplazamiento de la mesa ( para hacer engranajes helicoidales, brocas, tornillos sinfín, levas en espiral), Hacer divisiones distribuidas regularmente en la periferia de una pieza (anillos graduados, ruedas dentadas), Fresado de piezas en ángulo (engranajes cónicos).
Clasificación: a. Los montajes que permiten mecanizar piezas en el aparato divisor pueden agruparse básicamente en tres: b. Montaje al aire c. Montaje entre puntos d. Montaje entre el plato y punto, los cuales corresponden a montajes típicos en torno. e. La misma disposición de la nariz del husillo del aparato divisor y del torno como también los mismos elementos empleados (platos, puntos centros, contrapunta, bridas de agarre) permiten efectuar los montajes en forma similar.
Montaje al aire: Es el que se hace usando sólo el cabezal divisor, en el que se ha montado el plato universal o un mandril con espiga cónica. Se recurre a estos montajes cuando por las condiciones de trabajo o por la forma y dimensiones de la pieza, es la manera más conveniente de fijarla y de permitir la acción de la herramienta. Montaje entre puntos: ·
Para estos montajes se usa la contrapunta y el cabezal, en cuyo husillo se ha ubicado un punto centro. Hay que diferenciar dos formas de montaje entre puntos:
·
El montaje directo de la pieza entre puntos y,
·
El montaje de piezas sobre mandriles ubicados entre puntos.
·
Ambos montajes permiten un centrado rápido y seguro de piezas, las que pueden sacarse y volverse a poner sin perder por ello su concentricidad. Las piezas que se montan sobre mandriles son aquellas que llevan un agujero central mecanizado, como engranajes y anillos, los cuales posteriormente irán colocadas en ejes, razón por la que es importante conservar la concentricidad entre el agujero central y la superficie exterior.
·
El giro de las piezas, en ambos casos, se hace posible mediante el montaje de los elementos de arrastre.
Montaje entre plato y punto: ·
Este tipo de montaje es que resulta más indicado cuando hay que dar pasadas fuertes a la pieza; sin embargo, el centrado que se obtiene no es tan preciso como el que se consigue montando la pieza entre puntos.
·
Hay ocasiones en que es la solución más conveniente, ya que por no haber espacio suficiente no se podría colocar la brida de arrastre, además de resultar más cómodo tomar la pieza en el plato.
·
Cuando la pieza que se toma entre puntos o entre plato y punto es muy larga o muy delgada conviene darle un tercer apoyo, para evitar que flexione. Incluso en ciertas oportunidades cuando la pieza es larga y delgada se usa un doble apoyo adicional. En ambos casos se recomienda el uso de gatos.
Los elementos de fijación son generalmente de acero o hierro fundido. Sus formas varían según su aplicación y sirven para la fijación de piezas sobre las mesas o sobre accesorios de las máquinas herramientas. Reciben diversos nombres, tales como: bridas, calces, gatos, escuadras.
Son piezas de acero, forjadas o mecanizadas, de forma plana o acodada, con una ranura central para introducir el tornillo de fijación. Estas bridas también pueden tener un tornillo en uno de sus extremos para regular la altura de fijación. Los calces son elementos de ap oyo, de acero o hierro fundido y mecanizados. Pueden ser planos, escalonados, en “V “ y regulables.
: Son elementos de apoyo, generalmente de acero, compuestos de un cuerpo y un tornillo con una contra tuerca para bloquearlo. La parte superior puede ser articulada o fija. Son elementos generalmente construidos de hierro fundido, sus caras son planas y mecanizadas formando un ángulo de 90° .
Fresas: Son herramientas de filos múltiples que giran alrededor de un eje al efectuar el movimiento de corte. CLASES DE FRESAS. Las fresas se clasifican en tres grupos:
Fresas con dientes fresados. Fresas con dientes destalonados Fresas con dientes postizos.
El perfil de los dientes de las primeras es casi triangular mientras que el de las segundas se acerca más a un rectángulo; están construidos de tal manera que todas las secciones rectas del diente que pasan por el eje de la fresa tienen el mismo perfil. Los dientes de las primeras se afilan por su cara superior borde o lateral y los de las segundas únicamente por su cara frontal. Esto hace que las dimensiones de las ranuras hechas con fresas de dientes fresados vayan disminuyendo con el afilado de los mismos y las de las hechas con las fresas destalonadas sean siempre las mismas hasta el completo desgaste de los dientes. Las fresas de dientes postizos pueden tener dichos dientes soldados a la masa o bien formando pequeñas herramientas independientes (lamas) que se sujetan a un plato portacuchillas mediante cuñas a propósito u otros dispositivos semejantes. Esta segunda solución se emplea para fresas de gran diámetro.
Las fresas se construyen generalmente de acero duro al carbono, o bien de acero rápido o extrarápido. El acero al carbono es económico en las fresas que se utilizan muy de tarde en tarde; el acero rápido es conveniente siempre que las fresas tengan mucho uso. Los dientes postizos de las fresas pueden ser de acero rápido o de metales duros (widia). El acero rápido se emplea en cuchillas independientes, la widia en esta forma o soldada a la masa de la herramienta.
Las fresas pueden estar hechas para ser fijadas al árbol portafresas o bien para ser montadas en el extremo del eje. En este último caso pueden estar dotadas de su propio mango cilíndrico o cónico, o venir preparadas para adaptarlas a un mango distinto por medio de una rosca que lleva la misma fresa, o por medio de un tornillo de presión. Cuando las fresas van en el eje portafresas, deben ir de ordinario enchavetadas para que no resbalen. Si tienen mango cilíndrico, este mango se sujetará con las pinzas correspondientes. Si tienen mango cónico se habrán de fijar al eje, ya directamente o ya por medio de un solo mango.
Las fresas presentan muy variadas formas para adaptarse al trabajo que se ha de ejecutar. Las fresas se muestran continuación: o
o
o
o
Fresas para labrar superficies planas. Pu eden ser cilíndricas y frontales, según que los sientes se encuentren en la cara cilíndrica o en una de las caras planas. Aunque las primeras pueden ser de diente recto, casi siempre son de diente inclinado, o sea, helicoidales. Las fresas frontales pueden ser de dientes postizos. Hay también fresas que pueden trabajar por dos caras. Fresas para ranurar: Se llaman así las que se emplean para construir ranuras de perfil rectilíneo. Las hay cortantes por una cara, por dos caras y por tres caras. Algunas de estas últimas se construyen en dos piezas, entre las cuales se pueden colocar rodajas de papel o chapa delgadas para hacer variar la anchura de la fresa entre pequeños limites. Fresas para labrar herramientas: las hay para ranurar brocas, machos, mandriles, fresas, etc. Fresas para ranurar en T Fresas para ranuras en cola de milano Fresas para ranuras de chaveta Fresas sierras de discos para cortar Fresas para ejes estriados Fresas de roscar Fresas para avellanar.
Primeramente se pasara a explicar el equipo utilizado en este caso fue una fresadora vertical y un aparato divisor universal, además de un cortador o fresa de una pulgada.
La fresadora vertical (de torreta) está formada básicamente por los siguientes elementos:
1.- Base. 2.- Columna. 3.- Cabezal 4.- Carro longitudinal. 5.- Carro transversal. 6.- Carro vertical/ménsula. 7.- Accionadores manuales de carros
Son tres los ejes principales normalizados de los que dispone una fresadora vertical: - Eje Z: Eje principal de traslación y que se corresponde con el que proporciona la potencia de corte. Positivo cuando la distancia entre la herramienta y la pieza aumenta. - Eje X: Eje principal de traslación horizontal y perpendicular al eje Z. - Eje Y: Eje principal de traslación perpendicular al plano ZX
El aparato divisor
El aparato divisor (figura. 1) tiene como finalidad realizar ranuras equidistantes, algunas veces sobre piezas cilíndricas (piñones, ruedas dentadas, brocas, etc.) y otras sobre reglas (cremalleras, reglas graduadas, etc.)
APARATO DIVISOR CON TORNILLO SIN FIN. Este aparato obtiene su movimiento angular del eje porta pieza, mediante de un sistema tornillo sin fin y rueda helicoidal. El tornillo sin fin suele ser de una sola entrada pero puede ser de dos o más. Cada aparato divisor posee su propia constante, que no es más que la relación entre el número de dientes de la rueda helicoidal y el número de entradas del tornillo sin fin, se suele representar por la letra K. = 1/2
Z1= número de dientes de la rueda helicoidal Z2= número de entradas del tornillo sin fin Como consecuencia de esta relación se deduce que la constante del aparato divisor es igual al número de vueltas que se ha de dar a la manivela para que el eje porta piezas gire una vuelta
completa sobre sí mismo. La constante del aparato divisor suele ser de 40 (K = 40), sin embargo hay aparatos con constante de 30, 60, 80, 100 ó 120. . Estos aparatos (figura. 2) llevan en el eje (1) del tornillo sin fin (2) una manivela (3), que puede variar su radio, para hacer coincidir el pitón (4) de la misma con el círculo de agujeros deseado, de los varios que tiene un plato o disco fijo (5) al cabezal (6). Los platos de agujeros suelen ser intercambiables y cada uno de ellos lleva varios círculos de agujeros. Discos o platos comunes:
Explicado el equipo utilizado se pasa a la explicación de cómo se elaboró la pieza. En esta ocasión ocupamos la constante 30 del aparato divisor, ya que haríamos un hexágono regular. Con lo que haciendo la división correspondiente dio como resultado: 6
0 30
Es decir, seis vueltas completas del aparato divisor y 20 ranuras del mismo.
Ahora se procede a colocar la fresa de una pulgada, para ello primeramente se debe colocar la portafresa:
Una vez instalado el portafresas junto a la fresa de una pulgada se fija la herramienta:
Ahora procedemos a fijar el plato divisor y el contrapunto para colocar la pieza base para la elaboración del Hexágono. Una vez colocado y fijado se coloca la pieza de aluminio, pero antes de empezar el proceso se selecciona la velocidad de giro la cual será 630 RPM (LOS) rpm y la velocidad del paso que será la mínima:
Con todo esto se pasa ya a la elaboración del hexágono:
Para empezar se acerca el cortador/fresa lo más próximo posible a la pieza, hasta que una pequeña cantidad de material se devaste, casi nada, al llegue como dirían. Al colocarlo de esa manera se recorre sobre el eje Y (Ya explicado anteriormente) hasta que el cortador no tenga contacto con la pieza; Esto para que en el eje Z se le pueda recorrer 2mm hacia abajo.
Al hacer esto se procede a colocar el avance automático en Y, simple ejecución, lo activamos y poco a poco ira devastando la pieza, es importante que se esté lubricando constantemente
Cada que se termine de devastar un lado se procede a dar las 6 vueltas con 20 espacios del plato divisor y así hasta terminar el Hexágono regular.
