Mecanizado Industrial: Procesos de Fresado y Rectificado de Precisión

Mecanizado por Fresado: Fundamentos y Aplicaciones

La misión del fresado es la fabricación de piezas con superficies planas o curvas, como roscas, perfiles o ruedas dentadas. Para ello, la herramienta utilizada, la fresa, suele tener varios filos con formas determinadas.

Proceso de Fresado: Movimiento y Procedimiento

Durante el fresado, la herramienta realiza el movimiento de corte, mientras que la pieza efectúa los movimientos de avance, profundidad y aproximación. Se pueden distinguir principalmente dos tipos de fresado:

• Fresado Cilíndrico
• Fresado Frontal

Fresado Cilíndrico y Frontal

El fresado cilíndrico consiste en mecanizar la superficie de la pieza con los filos de la fresa. En el fresado frontal, existen dos direcciones principales:

• Avance Axial: Los filos frontales son los principales y los periféricos son auxiliares.
• Avance Radial: Los filos periféricos son los principales y los frontales son auxiliares.

Según el sentido de giro de la fresa y el grosor de la viruta, se distinguen dos procedimientos de fresado:

Fresado de Contraposición y en Concordancia

• Fresado de Contraposición: Los movimientos de avance y de corte tienen sentidos opuestos en el lugar de la acción. En este tipo de fresado, la fuerza al entrar en el filo tiene un valor cercano a cero. Debido a los cambios de fuerzas que se producen en cada corte, puede generar vibraciones y marcas de tableteado en la pieza.
• Fresado en Concordancia: Los movimientos de corte y de avance tienen el mismo sentido en el lugar de la acción.

Tipos de Fresas y sus Características

Los ángulos (α, β, γ) de la fresa y el espacio necesario para la viruta dependen del material que se va a mecanizar. Sus dientes de corte pueden tener su periferia recta, inclinada o helicoidal. Es importante destacar que las fresas con dientes rectos tienden a producir vibraciones.

Las fresas se clasifican principalmente en:

• Fresa insertable
• Fresa de vástago
• Fresa de cuchilla insertada

Materiales y Afilado de Fresas

Las fresas con dientes inclinados y destalonados se fabrican con acero de herramientas de alta aleación. En las herramientas con filos postizos, el cuerpo es de acero bonificado y los filos son de metal duro.

• Las fresas con dientes inclinados se afilan en la superficie destalonada.
• Las fresas destalonadas se afilan en la superficie de ataque.

Clasificación de Fresas por Aplicación

• Fresas Cilíndricas: Utilizadas para el desbaste y alisado de superficies planas mediante fresadoras horizontales.
• Fresas Cilíndricas Frontales: Ideales para el mecanizado de superficies planas y en ángulo recto entre sí, en fresadoras horizontales.
• Fresas de Disco: Empleadas para el fresado de rebajes y ranuras de hasta 50 mm de anchura.
• Hojas de Sierra Circulares para Metales: Para rebaje y separación, con una anchura de hendido de hasta 6 mm.
• Fresas Prismáticas: Diseñadas para el fresado de rebajes simétricos angulares de 45°, 60° y 90°.
• Fresa Semicircular: Para el fresado de rebajes semicirculares desde aproximadamente 0.6 mm a 20 mm.

Fresas de Vástago y Clasificación de Fresadoras

Dentro de las fresas de vástago, encontramos:

• Fresa de vástago estándar
• Fresa para agujeros alargados
• Fresa de vástago para ranuras en T
• Fresas angulares con vástago
• Cabezal portacuchillas

Las fresadoras, por su parte, se clasifican según la posición de la mesa y del husillo, incluyendo:

• Fresadora horizontal
• Fresadora vertical
• Fresadora universal
• Máquinas universales de taladrar y fresar

Rectificado: Precisión y Acabado Superficial

El rectificado se utiliza para conseguir piezas con formas precisas y la rugosidad superficial requerida. Generalmente, se aplica después del mecanizado con arranque de viruta, de la modificación de las propiedades del material, de la primera conformación y de la transformación.

Proceso de Rectificado

El arranque de virutas en el rectificado se basa en el efecto de cuña producido por granos duros y de aristas afiladas. Los granos de rectificar se mezclan con un aglomerante, reciben la forma de muelas para rectificar y se utilizan con movimientos circulares de corte.

Consideraciones en las Técnicas de Fabricación

Un calentamiento excesivo de la pieza puede originar transformaciones estructurales y deformaciones en piezas delgadas. Asimismo, un calentamiento excesivo de la muela produce un desgaste por destrucción del aglomerante y la rotura del disco debido a las altas temperaturas. El empleo de refrigerantes aumenta significativamente el rendimiento del mecanizado.

Muelas de Rectificar: Abrasivos y Granulometría

En las muelas de rectificar, se distinguen entre abrasivos naturales y artificiales. Los abrasivos naturales incluyen el corindón natural, el cuarzo y los fragmentos de diamante. La granulometría se determina por molienda y clasificado:

• El grano grueso origina un gran rendimiento de mecanizado y mayor profundidad de las rugosidades superficiales.
• El grano fino origina un menor rendimiento de mecanizado y poca profundidad de las rugosidades superficiales.

Manejo Seguro de Muelas de Rectificar

1. Comprobar que la muela esté en perfectas condiciones.
2. Fijar la muela correctamente.
3. Probar la muela durante un periodo de marcha de 5 minutos.
4. Repasar la muela.
5. Equilibrar la muela.

Ejemplo de cálculo de velocidad:

π * d * n / 1000 = 15
π * 50 * n / 1000 = 15
n = (15 * 1000) / (π * 50 * d)