El ángulo de posición (KAPR) representa la medida del ángulo formado entre el filo principal de la plaquita y la superficie de la pieza. Este ángulo de posición influye en el espesor de la viruta, las fuerzas de corte y la durabilidad de la herramienta.
Las orientaciones más frecuentes son los ángulos de 90 grados, 45 grados, 10 grados y los de las plaquitas redondas.
Disminuir el ángulo de posición disminuye el espesor de viruta, hex, para un avance, fz, determinado. Este efecto de adelgazamiento de la viruta distribuye el material a lo largo de una mayor extensión del filo.
Un ángulo de posición menor permite una entrada al corte más progresiva, disminuye la presión radial y protege el filo. No obstante, la mayor fuerza axial que presentan los ángulos de posición más bajos aumentará la presión sobre la pieza que se está mecanizando.
Fresar con un ángulo de posición de 90 grados
La aplicación más común de una fresa de 90 grados es el fresado perpendicular.
Una fresa de 90 grados produce fuerzas radiales en la dirección del avance. Esto implica que la superficie que se está mecanizando no está sometida a una alta presión axial, lo que resulta ventajoso para el mecanizado de piezas de estructura delicada o paredes delgadas, especialmente cuando las fijaciones son poco seguras.
Fresar con un ángulo de posición de 45 grados
Una fresa con ángulo de 45 grados es una opción habitual para el mecanizado en superficie. Produce fuerzas de corte axiales y radiales equilibradas, reduciendo la demanda de potencia de la máquina.
Esta fresa es especialmente adecuada para mecanizar materiales que producen virutas cortas y tienden a astillarse si se aplican fuerzas de corte radiales elevadas al mínimo material que queda al finalizar el corte.
La función de entrada suave reduce la propensión a la vibración al mecanizar con voladizos extensos o con acoplamientos y portaherramientas más pequeños o con menor rigidez.
La creación de viruta más delgada permite una mayor productividad en diversas aplicaciones, ya que posibilita aplicar mayores desplazamientos de la mesa manteniendo una carga equilibrada en el filo de corte.
Fresar con un ángulo de posición de 60–75 grados
Esta herramienta suele ser una fresa de ranurar especializada con una mayor profundidad de corte en comparación con las fresas de ranurar convencionales. Las fuerzas axiales son menores que las de una fresa de ranurar de 45 grados, y la durabilidad del filo es superior a la de una fresa de 90 grados.
Fresar con un ángulo de posición de 10 grados
Se utiliza un ángulo de posición de 10 grados con fresas de alto avance y para fresado en «plunge». Este ángulo produce una viruta delgada que permite avances por diente muy elevados, fz, en profundidades de corte limitadas y, por lo tanto, posibilita avances de mesa, vf, máximos.
Las fuerzas de corte axiales actúan sobre el husillo, proporcionando estabilidad. Esto resulta beneficioso en configuraciones con sáculos largos y con poca tensión, ya que reduce la propensión a vibrar.
Esta fresa es adecuada para el mecanizado de agujeros con tres ejes, para el fresado vertical de cavidades o cuando se requiera el uso de herramientas de alcance prolongado.
Fresar con plaquitas redondas o fresas con radio de punta grande
La fresa de plaquita redonda es adecuada para trabajos de fresado en general y resulta eficaz en operaciones de desbaste.
El radio de punta proporciona un filo muy resistente, adecuado para avances de máquina elevados, dado que genera virutas delgadas debido a la extensión del filo. La capacidad de adelgazar la viruta convierte a estas fresas en una opción óptima para el mecanizado de titanio y aleaciones termorresistentes.
En función de las modificaciones en la profundidad de corte, ap, el ángulo de posición varía de cero a 90 grados, alterando la dirección de las fuerzas de corte y, como resultado, la presión ejercida durante el proceso de fresado.
Espesor de viruta máximo en fresado
La profundidad de corte máxima es el factor determinante para lograr un proceso de fresado productivo y consistente. Un mecanizado eficiente solo será posible si el valor hex se ajusta a la fresa utilizada.
- Una viruta delgada con un valor hex demasiado bajo es la causa más habitual de un rendimiento deficiente que resulta en una baja productividad. Esto puede afectar negativamente a la vida útil de la herramienta y la formación de la viruta.
- Un valor hex demasiado grande sobrecargará el filo, lo que puede resultar en la rotura de la herramienta.
El adelgazamiento de la viruta permite emplear un mayor avance.
El avance por diente puede aumentarse en los siguientes tres casos, debido al efecto de adelgazamiento de la viruta:
- Al utilizar fresas de filo largo con ángulos de posición inferiores a 90°.
- Al utilizar plaquitas redondas o de radio grande, a menor profundidad de corte, ap.
- Al aplicar fresado periférico con un empañe radial, ae/De, pequeño.
Cálculos de espesor de viruta para plaquitas de filo largo
Cuando se utilizan fresas de 90 grados, el avance por diente corresponde al espesor máximo de la viruta (fz=hex). Para mantener el mismo espesor de viruta, aumente el avance por diente a medida que disminuye el ángulo de posición.
KAPR=90°
KAPR=45°
KAPR=10°
Ejemplo:
Considerando que el hex máximo = 0.1 mm y KAPR = 45°
Avance aconsejado, fz = 1.4 x 0.1 = 0.14 mm/diente
| Ángulo de posición, KAPR | Factor de modificación | fz (mm/diente) | fz (mm/diente) | fz (mm/diente) |
| hex (mm) | hex (mm) | hex (mm) | ||
| mín. 0.1 | inicial 0.15 | máx. 0.2 | ||
| 90° | 1.0 | 0.10 | 0.15 | 0.20 |
| 75° | 1.0 | 0.10 | 0.16 | 0.21 |
| 65° | 1.1 | 0.11 | 0.17 | 0.22 |
| 45° | 1.4 | 0.14 | 0.21 | 0.28 |
| 10° | 5.8 | 0.58 | 0.86 | 1.15 |
Observe el aumento del avance por diente posible con la fresa de alto avance de 10 grados. Esto se debe a que el espesor de la viruta se reduce aproximadamente en un factor de seis.
Cálculo de espesor de viruta para fresas de plaquita redonda y de radio
El espesor de viruta, hex, cambia según el tipo de plaquita utilizada y está relacionado con el ángulo de posicionamiento. Al usar índices ap/i C bajos, es posible aumentar considerablemente el avance para lograr el espesor de viruta deseado.
Para lograr el máximo rendimiento, es importante mantener el ángulo de posición por debajo de 60 grados y limitar la profundidad de corte a un máximo del 25% del diámetro de la plaquita. Cuando se requieren mayores profundidades de corte, es recomendable utilizar una plaquita cuadrada de 45 grados.
Las plaquitas redondas pueden soportar un espesor de la viruta superior al de las soluciones de filo recto, gracias a su diseño más robusto y a la mayor longitud de corte que presentan.
Las herramientas de corte redondas presentan una característica particular: el espesor de la viruta varía según la profundidad de corte. En consecuencia, al disminuir la profundidad de corte, es preciso incrementar el avance para lograr el espesor de viruta deseado.
Cálculo del espesor de viruta para fresado periférico
El valor hex se modifica según el diámetro de la fresa, la profundidad de corte y la inmersión radial de la fresa, ae/DC. Si este último es inferior al 50%, el espesor máximo de viruta se disminuye en relación al fz.
La velocidad de avance puede aumentarse, siguiendo el valor de ajuste indicado en la siguiente tabla, en función de la relación ae/DC.
**Ilustración:**
DC 20 mm – ae = 2 mm, ae/DC = 10%
hex = 0.1 mm, fz = 0.17 mm/diente
| Relación anchura-diámetro de corte, ae/DC |
Factor de modificación | fz (mm/diente): | fz (mm/diente): | fz (mm/diente): |
| hex (mm) | hex (mm) | hex (mm) | ||
| mín. 0.1 | inicial 0.15 | máx. 0.2 | ||
| 50-100% | 1.0 | 0.10 | 0.15 | 0.20 |
| 25% | 1.16 | 0.12 | 0.17 | 0.23 |
| 20% | 1.25 | 0.13 | 0.19 | 0.25 |
| 15% | 1.4 | 0.14 | 0.21 | 0.28 |
| 10% | 1.66 | 0.17 | 0.25 | 0.33 |
| 5% | 2.3 | 0.23 | 0.34 | 0.46 |