Fresado en escuadra

El fresado en escuadra implica:

• Fresado en escuadra/planeado
• Fresado periférico, recanteado
• Fresado en escuadra de paredes delgadas con flexión

Fresado en escuadra/planeado

¿Qué es el fresado en escuadra/planeado?

El fresado en escuadra implica la creación simultánea de dos superficies, una técnica que combina el fresado periférico y el planeado. Lograr una escuadra de noventa grados efectiva es un aspecto fundamental. El fresado en escuadra se puede llevar a cabo utilizando fresas para escuadrar convencionales, fresas de ranurar, fresas de filo largo y fresas de disco. Con todas estas opciones disponibles, es indispensable analizar detenidamente las necesidades de la operación para seleccionar la herramienta más adecuada.

Elección de la herramienta

Fresas para escuadrar

Las fresas de planear y escuadrar de diseño tradicional generalmente tienen la capacidad de generar escuadras superficiales de 90 grados efectivos. Muchas de estas fresas son universales y pueden emplearse también para realizar perforaciones. Representan una solución adecuada a las fresas de planear cuando se trabaja con superficies que presentan flexión axial o para mecanizar cerca de paredes verticales.

Fresas de ranurar

Las fresas de ranurar de plaquita intercambiable y de metal duro ofrecen una buena opción para escuadras que necesitan acceso sencillo.

Fresas de filo largo

Las fresas de filo largo son habitualmente empleadas para realizar escuadras de mayor profundidad.

Cómo se aplica

Fresado de escuadras superficiales

Esta técnica se emplea habitualmente y generalmente se lleva a cabo con fresas de planear y escuadrar, así como con fresas de ranurar. Debido a su naturaleza superficial, facilita un mecanizado radial más amplio. Es común que estas fresas reemplacen a las fresas de planear, especialmente cuando la presión axial sobre la pieza es limitada o cuando se requiere acceso cerca de superficies verticales o secciones de la fijación. Las versiones sobredimensionadas de fresas de escuadrar proporcionan una excelente accesibilidad para fresar escuadras superficiales en zonas de difícil acceso.

Fresado de escuadras profundas

Emplee múltiples pasadas con fresas de planear y escuadrar, así como con una fresa de ranurar. Para reducir al mínimo los defectos superficiales, como irregularidades y los bordes de transición entre las pasadas, es fundamental usar una fresa de alta precisión capaz de generar escuadras de 90º efectivos. Si la profundidad de la escuadra es menor al 75% de la longitud del filo, la calidad de la superficie vertical por lo general no requiere un acabado adicional.

Utilice una sola pasada con una fresa de filo largo

La fresa de filo largo representa una alternativa eficaz para aplicaciones de fresado en escuadra más profundas, de mayor tamaño y, por lo general, más robustas. Poseen una elevada capacidad de arranque de viruta y se emplean frecuentemente para el mecanizado en desbaste, dado que la rugosidad superficial resultante se consigue mediante un corte lateral con un avance considerable.

Estas fresas plantean exigencias de:

• Estabilidad
• Condición del husillo
• Evacuación de la viruta
• Sujeción de la herramienta
• Potencia

Las fuerzas radiales son importantes y convierten esta aplicación de fresado lateral en una tarea muy demandante.

Las microfresas de filo largo son ideales para:

• Escuadras de radio grande pero superficiales.
• Ranuras con una profundidad equivalente al diámetro, capaz de compensar limitaciones de la máquina.

Las variantes más extensas están destinadas a:

• Fresado de escuadras con profundidad radial moderada.
• Recanteado en máquinas potentes y estables.

Fresado de escuadras profundas

Las fresas de escuadrar con dimensiones superiores facilitan el acceso para mecanizar escuadras en zonas profundas. Para escuadras situadas a profundidades mayores, emplee extensiones con sistema de acoplamiento Coromant Capto. De igual forma, existen fresas de filo largo, también disponibles con dimensiones superiores, para mecanizar escuadras más profundas. No obstante, la profundidad de corte radial se ve más restringida.

Lista de comprobación y consejos de aplicación

• El fresado a favor siempre es la primera elección y es especialmente importante para fresar en escuadra debido al ángulo de posición de 90°.
• El mecanizado debe realizarse de tal manera que las fuerzas de corte se dirijan hacia los puntos de apoyo de la fijación siempre que sea posible. El fresado en contra puede, no obstante, representar una buena alternativa en algunos casos.
• La selección del paso de fresa depende de la estabilidad de todo el sistema, incluyendo: la máquina-herramienta, la pieza y su sujeción, y también el material de la pieza.
• En máquinas ISO 40 y máquinas más pequeñas, se recomienda utilizar fresas de paso grande por la limitación de estabilidad.
• Las fresas de paso grande también están recomendadas para mecanizar piezas montadas en alto sobre una fijación en cubo.
• La posición de la fresa en la pieza es extremadamente importante y deber dedicársele especial atención.
• Si D_c/a_e >10, el avance, f_z, se debe ajustar según el valor de hex para conseguir un buen resultado y evitar la rotura del filo.
• Si la profundidad de la escuadra es inferior al 75% de la longitud del filo, la calidad de la superficie vertical no suele necesitar acabado adicional.
• Elija una plaquita de metal duro de calidad más tenaz que para planear.
• Si se utilizan fresas de filo largo, las condiciones son exigentes y, por tanto, es posible que se requiera una calidad aún más tenaz.
• Cuanto más profundo sea el mecanizado, más importante resulta elegir una velocidad de corte baja que permita evitar la vibración.
• Si hay vibración, reduzca el valor de v_c y aumente f_z y verifique el valor recomendado de hex.
• Compruebe que la máquina tiene potencia suficiente para los datos de corte seleccionados.

Sujeción de la herramienta

• Preste atención a los requisitos de potencia cuando realice cortes prolongados, especialmente con fresas de filo largo.
• El montaje de la herramienta es el factor que más influye sobre el resultado del fresado para fresas de menos de 50 mm.
• Cuanto mayor sea la profundidad de corte, más importante es el tamaño y la estabilidad del acoplamiento: las fuerzas radiales alcanzan valores considerables si se utilizan fresas de planear y escuadrar, especialmente fresas de filo largo.
• Los acoplamientos Coromant Capto ofrecen una buena estabilidad y la menor desviación en todos los tipos de fresa, lo que es especialmente importante con herramientas largas o con extensiones.

Entrada radial

• Es esencial que las entradas en el corte sean uniformes para evitar vibraciones y prolongar la vida útil de la herramienta, especialmente en fresado de escuadras.
• Programe la fresa para que realice un recorrido de rotación al entrar en el corte; siempre se reduce a cero el espesor de la viruta en la salida: de esta forma se garantiza un avance elevado y una vida útil de la herramienta más prolongada.
• Este método es más adecuado para aplicaciones en las que se fresa alrededor de esquinas exteriores, ya que evita cambios bruscos en el mecanizado.
• Mantenga la fresa en empañe continuo.

Fresado de escuadras con fresas de disco

Las fresas de disco se utilizan para mecanizar escuadras, sobre todo cuando el espacio disponible es limitado en términos de recorrido, pero amplio en dirección radial. Estas fresas suelen ser la única opción viable para el mecanizado inverso de superficies o escuadras inaccesibles.

Fresado periférico, recanteado

¿Qué es un recanteado, fresado periférico, exitoso?

El mecanizado del canto implica, en la práctica, una operación de fresado lateral que se aplica mediante pasadas de herramienta para dar forma al borde. Tanto el fresado lateral como el recanteado son modalidades del fresado periférico.

Elección de la herramienta

• Los bordes delgados suelen mecanizarse con fresas de ranurar, mientras que los bordes más profundos o gruesos se suelen generar con fresas de ranurar repitiendo pasadas de «fresado en escuadra» o con fresas de filo largo en una sola pasada.
• Las escuadras de dos veces el diámetro de profundidad se mecanizan eficazmente con fresas de filo largo o con fresas de metal duro. Para estas escuadras tan profundas, o para bordes de pieza gruesos, se recomienda utilizar una profundidad de corte radial de 0.5 veces el diámetro.
• También se pueden utilizar fresas de disco para recanteado o para fresado periférico.
• Una hélice amplia garantiza un número suficiente de dientes en el corte y una acción de corte uniforme para recanteado con poca profundidad de corte radial.
• Las fresas de paso normal o reducido son especialmente adecuadas para recantear. Esto también es cierto cuando se fresan cantos delgados o escuadras en salientes delgados con fresas de ranurar de 90º.

Cómo se aplica

Textura superficial: generada radialmente

Cuando la fresa no muestra desviación, la altura de la cúspide, h será igual a su altura real y se puede determinar mediante la siguiente fórmula:
Profundidad del perfil/altura de la arista.

En caso de que la fresa exhiba desviación, el avance por diente, f_z, y la altura de la cúspide, h, se verán afectados por el valor de TIR.

Como se mencionó, la textura superficial y la inclinación pueden restringir la velocidad de avance, sobre todo cuando la profundidad de corte radial es reducida.

Al usar el lateral de una fresa ranuradora para crear un perfil, se forman diversas «cúspides». La altura de la cúspide, – h, se define por:

• Diámetro de la fresa, D_c
• Avance por diente, f_z
• Lectura de la desviación, TIR, en el indicador de la herramienta.

Las fresas de plaquita intercambiable mostrarán invariablemente un valor de TIR superior al de las fresas enterizas de metal duro. Asimismo, a mayor diámetro de la fresa, mayor será el número de dientes y también la distancia entre la cresta y la base de la cúspide.

Con el objetivo de obtener el mejor resultado en cuanto a acabado superficial:

• Utilice una fresa de metal duro enteriza
• Use un portapinzas hidráulico de gran precisión con acoplamiento Coromant Capto
• Use el voladizo más corto posible

Recomendación de avance (ignorar hex):

• Fresas de plaquita intercambiable, valor inicial f_z = 0.15 mm/diente
• Fresas de metal duro, valor inicial f_z = 0.10 mm/diente

Observación: la calidad superficial más deficiente se alcanza cuando la superficie se produce con un único filo, como resultado de una desviación inadecuada de la fresa.

Lista de comprobación y consejos de aplicación

• Un factor crítico en fresado periférico es conseguir un avance por diente, f_z, que sea adecuado.
• El valor del avance, f_z, tiene que compensar el empañe de la fresa, que influye sobre el espesor de la viruta.
• El avance por diente, f_z, se debe multiplicar por el factor de modificación. Esto genera un mayor avance con menor arco de empañe y, al mismo tiempo, garantiza que el espesor de la viruta sea suficiente. Por otro lado, no siempre es posible aplicar completamente el factor de modificación: la textura superficial y tendencia a salirse del corte pueden limitar la velocidad de avance

Fresado en escuadra de paredes delgadas con flexión

Para fresar en escuadra:

• Relación pequeña entre altura y espesor < 15:1
• Relación moderada entre altura y espesor < 30:1
• Relación muy grande entre altura y espesor > 30:1
• Base de pared delgada

Consideraciones:

• Las estrategias de mecanizado para las secciones de pared delgada variarán en función de la altura y el espesor de la pared.
• El número de pasadas vendrá determinado en todos los casos por las dimensiones de la pared y por la profundidad de corte axial.
• Se debe tener en cuenta la estabilidad tanto de la fresa como de la pared.
• El uso de técnicas de alta velocidad, es decir, valores pequeños de a_p/a_e y altos de v_c, facilitan el fresado de paredes delgadas, ya que reducen el tiempo de empañe de la herramienta y, con él, el impulso y la desviación.
• Se recomienda fresado en concordancia.
• Se utilizan los mismos métodos para fresar aluminio y titanio.

Relación pequeña entre altura y espesor < 15:1:

Los movimientos deben realizarse siguiendo un patrón en zigzag.

Fresado de «pared delgada»:

• Mecanice un lado de la pared con pasadas no superpuestas.
• Repita en el lado opuesto.
• Deje holgura en ambos lados para el acabado posterior.

Relación moderada entre altura y espesor < 30:1

Fresado por «niveles»:

• Vaya alternando los lados y mecanice a profundidades dadas, con pasadas no superpuestas.

Fresado escalonado con apoyo:

• Una aproximación similar, pero con solapamiento entre pasadas en las caras opuestas de la pared: de esta forma se consigue mejor apoyo en el punto que se está mecanizando. La primera pasada se debe realizar a profundidad de corte reducida, a_p/2
• En cualquiera de los casos, a ambos lados debe dejarse un margen de tolerancia para el acabado posterior de 0.2 – 1.0 mm.

Relación muy grande entre altura y espesor > 30:1

Adicionalmente a la alternancia de lados durante el mecanizado, el espesor de pared requerido debe generarse por etapas, utilizando una estrategia de «árbol de navidad».

• La sección más delgada siempre se apoya en las secciones más gruesas que están debajo a medida que se mecaniza.
• Desplace la pared hacia abajo siguiendo los pasos.

Paredes finas

Tolerancia de acabado

Por niveles

Tolerancia de acabado

Paredes finas

Tolerancia de acabado

Fresado en escuadra de una base de pared delgada

Mecanizado de bases finas:

• Aplique mecanizado en rampa en el centro de la base hasta alcanzar la profundidad requerida.
• Frese hacia afuera en un recorrido de mecanizado en rampa circular a partir de ese punto.

En caso de que esto requiera el fresado de una superficie cuya parte posterior ya ha sido trabajada:

• Utilice una herramienta con el menor número de filos posible.
• Aplique la menor presión de contacto que sea posible en este lado.

En caso de que la pieza presente un agujero en el área central de la base:

• Deje un segmento de apoyo cuando mecanice la primera cara.
• Mecanice la segunda cara.
• Elimine el segmento de apoyo cuando haya completado las dos caras.