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Fresado CNC: Herramientas, Tipos de Fresado y Programación de Máquinas CNC

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Herramientas de fresado

Las fresas de planear y cilíndricas se sujetan con portaherramientas de pinza doble o con sistema Weldon, que fija la fresa mediante un tornillo sobre un plano fresado en el mango. La fijación axial y la estabilidad influyen en la concentricidad y la estabilidad del conjunto.

Tipos de fresado

Fresado periférico

Las fresas son reafilables y para mecanizado se construyen con una escuadra de 90°. Con concordancia se prolonga la vida de la herramienta. En contraposición resulta útil para reducir vibraciones.

Acabado: en contraposición, con profundidad radial de 0,3 a 0,5 mm.

Fresado frontal

  • Concordancia: recomendable. Genera viruta gruesa en la entrada y fina en la salida, mejora la seguridad, el filo y la vida útil.
  • Contraposición: se usa en condiciones inestables o superficies desfavorables.

Programa y máquina CNC

Programa

Un programa es una serie de órdenes correlativas que el CNC ejecuta en un orden establecido para que la pieza sea mecanizada correctamente.

Máquina

Cada máquina CNC tiene una ubicación incorporada, situada en dirección positiva, alejada de los ejes X, Y, Z. No se puede modificar, salvo una vez, por el fabricante original.

Pieza

Es el punto donde el programador sitúa el sistema de referencia respecto al cual se define la geometría (cotas) de la pieza. La pieza viene dada respecto a la máquina.

Sentido de fresado

  • Concordancia: la herramienta gira en el mismo sentido que avanza la pieza. Verticalmente, la fuerza de corte está dirigida hacia abajo, lo cual es recomendable.
  • Posición (contraposición): la herramienta gira en sentido contrario al avance de la pieza, hacia arriba. Produce vibraciones en la máquina.

Estructura de un programa

  • Datos geométricos: información sobre la geometría de la pieza y los movimientos que debe hacer la máquina.
  • Datos tecnológicos: información sobre la herramienta y las condiciones de corte.

Tipos de programación

  • Programación ISO: solo personal cualificado, programadores.
  • Programación convencional: control de la máquina, pregunta datos al operario.
  • Programación SREPNC: codificación que se asemeja a un software informativo.

Códigos

Códigos G

  • G90: programación con cotas absolutas.
  • G91: programación con cotas incrementales.
  • G00: posicionamiento rápido.
  • G01: interpolación lineal (trayectorias en recta).
  • G02: interpolación circular a derechas (sentido horario).
  • G03: interpolación circular a izquierdas (sentido antihorario).

Códigos M

  • M03: giro del husillo en sentido horario.
  • M06: cambio de herramienta.
  • M30: fin de programa con vuelta al comienzo.

Comandos

  • T: programación de herramienta.
  • S: velocidad de giro del cabezal (rpm).
  • F: velocidad de avance de mecanizado.

Ejercicios resueltos

Ejercicio 1: Velocidad de avance

Una herramienta de torneado trabaja con los siguientes parámetros: avance por revolución (f) = 0,3 mm/rev y velocidad del husillo (n) = 1200 rpm. Calcula la velocidad de avance y el tiempo de trabajo para mecanizar una longitud de 150 mm.

Fórmulas: Vf = f × n; Tiempo = Longitud / Vf

Procedimiento:

  • Vf = f × n = 0,3 × 1200 = 360 mm/min
  • Tiempo = 150 mm / 360 mm/min = 0,42 min
  • 0,42 × 60 = 25 segundos

Ejercicio 2: Ajuste de avance

Una herramienta gira a 1000 rpm, con un avance por revolución de 0,2 mm. El operario necesita aumentar la productividad y decide duplicar el avance por revolución. Calcula la velocidad de avance de dicho ajuste.

  • Tiempo inicial = 200 mm / 200 mm/min = 1 min
  • Nuevo avance = 0,2 × 2 = 0,4 mm/rev
  • Vf inicial = 0,2 mm/rev × 1000 rpm = 200 mm/min
  • Vf nuevo = 0,4 mm/rev × 1000 = 400 mm/min

Ejercicio 3: Velocidad de corte

¿Cuál es la velocidad de corte de una fresa de diámetro 15 mm que gira a 800 rpm?

Fórmula: Vc = π × D × N / 1000

Vc = π × 15 × 800 / 1000 = 37,70 m/min

Ejercicio 4: Revoluciones por minuto

Calcula N (rev/min) de una broca de diámetro 12 mm para que la velocidad de corte sea de 30 m/min.

Fórmula: N = 1000 × Vc / (π × D)

N = 1000 × 30 / (π × 12) = 796,2 rev/min

Fórmulas generales

  • Velocidad de corte: Vc = π × D × N / 1000 (m/min)
  • Número de revoluciones: N = 1000 × Vc / (π × D) (rpm)
  • Velocidad de avance: F (mm/min) = N (rpm) × Fn (mm/rev)

Ejemplo de programación de trayectoria lineal

Se desea mecanizar una pieza de 130 × 120 × 10 mm con una fresa de diámetro 10 mm, 4 dientes, avance de 0,07 mm/diente, profundidad de desbaste de 3 mm.

Cálculo de parámetros de corte

  • Vc = π × D × N / 1000 → N = 1000 × Vc / (π × D) = 1000 × 35,12 / (π × 10) = 800 rpm
  • F (mm/min) = N × Fz × Z = 800 × 0,07 × 4 = 224 mm/min

Programa

  • N005 G53
  • N010 G00 G90 X0 Y0 Z10 S800 T1.1 M0 (condiciones iniciales)
  • N020 M06 (cambio de herramienta)
  • N030 X30 Y20 (posicionamiento P1)
  • N040 G01 Z-3 F224 (bajada de herramienta y velocidad de avance)
  • N050 X100 Y20 (mecanizado hasta P2)
  • N060 X100 Y40 (mecanizado hasta P3)
  • N070 G00 Z10 (subida de herramienta)
  • N080 M30 (fin de programa con vuelta al comienzo)

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