Introducción al fresado de extremos: una guía completa para maquinistas

En cuanto a la fabricación, disponemos de diversos procesos de mecanizado para garantizar que conseguimos piezas con el perfil adecuado.

El fresado de extremos es uno de estos procesos vitales. En esta guía, analizaremos algunos procesos críticos en el proceso de fresado de extremos. Desde la definición, la clasificación, las ventajas hasta las limitaciones, encontrará toda la información sobre el proceso de fresado de extremos.

¿Qué es el fresado de extremos?

Podemos describirlo como un proceso de mecanizado que utiliza una herramienta de corte llamada fresa con forma cilíndrica que tiene numerosos bordes cortantes.

El movimiento de esta fresa puede ser hacia arriba y hacia abajo, de lado a lado o una combinación de todas estas direcciones para brindarle la forma de perfil deseada.

Se puede diferenciar fácilmente de otros fresados porque el eje de la herramienta de corte está orientado en paralelo al plano de la superficie mecanizada. Por el contrario, en el fresado de extremos, el eje de la herramienta de corte tiene una orientación perpendicular a la superficie mecanizada.

¿Qué es el fresado de extremos?

Ventajas del fresado de extremos

La razón por la que el fresado de extremos es el método de mecanizado preferido en diversas industrias se debe a los numerosos beneficios que se pueden obtener con él. Estos son algunos de los beneficios que puede obtener con el fresado de extremos:

  • El fresado se puede utilizar para realizar diversas operaciones de mecanizado, como contorneado, perfilado, así como refrentado y ranurado.
  • Se logran mayores grados de precisión con márgenes de error mínimos, lo cual es un requisito para componentes complejos.
  • Puede proporcionar un acabado suave y preciso que no requiere operaciones de acabado secundarias adicionales, como el pulido.
  • Tiene una amplia compatibilidad de materiales y se puede utilizar en metales, plásticos y varios tipos de materiales compuestos.
  • Con el material adecuado y los parámetros de funcionamiento óptimos, se puede lograr una mayor durabilidad y una vida útil más prolongada de las herramientas, lo que reduce la frecuencia de sustitución y el tiempo de cambio de herramientas.
  • El proceso es rápido y eficiente lo que es favorable para las líneas de producción.

Proceso de fresado de extremos

Este no es un proceso muy complicado y puedes realizar el fresado final siguiendo los siguientes pasos clave:

  • Selección de herramientas: Debe seleccionar el tipo correcto de fresa que se adapte al material y produzca el corte correcto. El tipo de herramienta que elija definirá la velocidad de producción de su pieza de trabajo final, su precisión y su aspecto.
  • Configuración de la máquina: Realice todos los ajustes posibles en su fresadora Asegurándose de que la pieza de trabajo esté bien sujeta y la herramienta de corte esté bien colocada, es esencial que obtenga la alineación correcta para lograr la dimensión y el acabado de la superficie perfectos.
  • Parámetros de corte: Algunos de los parámetros recomendados que requieren ajuste son la velocidad del husillo, la velocidad de avance y la profundidad de corte. Estos parámetros son responsables de la velocidad de corte, el estado de la herramienta de corte y el acabado de la superficie de la pieza de trabajo.
  1. Corte: El corte se realizará después de que la fresa alcance una alta velocidad y entre en contacto con la pieza de trabajo; seguirá la trayectoria trazada mientras corta. Esta herramienta puede cortar en varios ejes para lograr el diseño de pieza de trabajo deseado.
  2. Eliminación de virutas: Puede utilizar aire, refrigerante o incluso sistemas de vacío para eliminar los restos de metal que se producen en este proceso. Esto reduce los casos de tener que volver a cortar y prolonga la vida útil de la herramienta, al tiempo que le proporciona un acabado limpio.
  3. Inspección: Después del fresado, verifique si la pieza de trabajo ha alcanzado la precisión dimensional y el acabado adecuado. Puede realizar los ajustes correctivos necesarios para alcanzar las especificaciones requeridas.

Clasificación de fresado de extremos según categorías

Clasificación de fresado de extremos según categorías

Existen varias formas en las que podemos categorizar el fresado de extremos en función de diversos aspectos. Analicemos algunas de las categorías en las que podemos agruparlos y qué tenemos en cuenta:

Basado en la geometría de la herramienta

  • Fresas de extremo plano: Están diseñados con un borde de corte plano y los utilizamos principalmente cuando queremos lograr superficies planas, ranuras y cavidades. Son muy importantes, especialmente en aplicaciones que exigen ángulos y mediciones precisas, como la fabricación de computadoras.
  • Fresas para redondear esquinas: Tienen un radio en el filo que se utiliza para redondear las esquinas de la pieza de trabajo. Los utilizamos principalmente en operaciones finales, ya que pueden mejorar la robustez de la pieza de trabajo.
  • Fresas de extremo biselado: Su diseño incluye una herramienta de corte lateral cuyo único propósito es crear un bisel además de biselar la pieza de trabajo. La utilizamos principalmente cuando queremos desbarbar bordes afilados y darle a la pieza de trabajo un atractivo estético.
  • Fresas de punta esférica: Está dotado de una característica de filo redondeado que funciona bien en el acabado y al cortar formas contorneadas en 3D. Encontrará su aplicación principalmente en la fabricación de moldes y la producción de componentes de aeronaves.

Basado en el material

  • Fresas de cobalto: Su resistencia al desgaste es muy alta, lo que los convierte en la mejor opción para manipular piezas de trabajo duras. Sus áreas de aplicación son principalmente en casos en los que se genera calor durante el corte.
  • Fresas de extremo de acero de alta velocidad (HSS): Son muy resistentes y económicos, por lo que se utilizan ampliamente en operaciones de fresado comunes. Se pueden utilizar en operaciones de fresado que involucran materiales relativamente blandos, como acero dulce y aluminio.
  • Fresas de carburo: Son extremadamente duros y pueden mecanizar fácilmente materiales difíciles de cortar como el titanio. Su operación de corte a alta velocidad sirve para mejorar su rendimiento de corte.

Basado en el número de flautas

  • Fresas de dos ranuras: Son ideales para operaciones de ranurado que dependen en gran medida de la precisión de la evacuación de la viruta. Lo consiguen utilizando dos filos de corte en su superficie.
  • Fresas de tres ranuras: Tienen características variables, desde una buena evacuación de viruta hasta un buen acabado superficial. Los utilizamos principalmente para artículos intermedios que no son ni muy rígidos ni demasiado flexibles.
  • Fresas de cuatro ranuras: Con cuatro filos de corte, pueden proporcionarle un acabado de superficie perfecto con una textura muy suave. Funcionan mejor con piezas de trabajo duras como el acero inoxidable.

Basado en la aplicación

  • Fresas de desbaste: Incorporan filos de corte finamente ondulados con el fin de eliminar grandes volúmenes de material de una sola vez. Normalmente los empleamos en las primeras etapas de las operaciones de mecanizado donde la velocidad de corte es más importante que el acabado superficial.
  • Fresas de acabado: Con sus bordes de corte lisos, están diseñados para brindarle un acabado de superficie final suave. Proporcionan dimensiones muy precisas y la planitud de superficie adecuada donde se requiere.

Limitaciones del fresado de extremos

Al igual que cualquier otro proceso, el fresado de extremos tiene sus desventajas. Algunas de ellas son:

  • Esto produce un rápido desgaste de la herramienta debido al corte de materiales duros a altas velocidades, lo que requiere cambiarla o afilarla con frecuencia.
  • Se requiere un procedimiento de configuración complejo para ejecutar todo el procedimiento de fresado, como elegir la herramienta adecuada y los parámetros de corte, entre otros.
  • Las fresas de alta calidad, como las de cobalto y carburo, son relativamente caras y es posible que gaste mucho dinero solo en ellas.
  • Al manipular piezas largas, las vibraciones frecuentes suelen provocar un acabado superficial deficiente y dimensiones inadecuadas.
  • Es posible que no pueda lograr ciertos cortes en diseños complejos porque están limitados por la geometría de la herramienta de la fresa.

Fresado de extremos vs. fresado tradicional

Tanto el fresado de extremos como el fresado tradicional son procesos de mecanizado que aplicamos ampliamente en muchas industrias. Pueden parecer similares, pero difieren en varios aspectos clave que analizaremos más detenidamente.

· Orientación de la herramienta

El diseño de la colocación de la herramienta en el fresado tradicional se realiza de tal manera que el eje de la herramienta se encuentra en el mismo plano que la superficie de la pieza de trabajo. Esto se diferencia del fresado de extremos, cuyo eje de la herramienta se encuentra en otro plano perpendicular.

· Versatilidad

Con el fresado frontal, la versatilidad está en otro nivel, ya que se pueden realizar muchos tipos de operaciones, como fresado frontal o ranurado, con una sola fresa. El fresado tradicional tiene operaciones más específicas con herramientas alternadas para diferentes operaciones.

· Complejidad de formas

Puede mecanizar fácilmente formas tridimensionales con contornos y formas de corte utilizando fresado de extremo con precisión. Por otro lado, el fresado tradicional funciona mejor cuando se cortan formas planas.

Acabado superficial

En general, el fresado de extremos suele ser el mejor en términos de acabado superficial, especialmente en los casos en los que se utilizan fresas de extremos de acabado. El fresado normal puede requerir la aplicación de procedimientos de acabado adicionales, como el alisado.

· Tasa de remoción de material

Gracias a la posibilidad de utilizar más filos de corte a la vez, se puede lograr una mayor tasa de eliminación de material en comparación con el fresado tradicional. Esto es más evidente, especialmente en la etapa de desbaste del fresado.

Comparación entre fresado y taladrado

Podemos clasificar el fresado de extremos y perforación En ambos casos se trata de herramientas rotativas y de remoción de material, pero ambas tienen propósitos diferentes que veremos brevemente, como por ejemplo:

· Movimiento de corte

La dirección del movimiento durante el taladrado suele ser en un eje vertical, lo que da como resultado la creación de orificios cilíndricos en la pieza de trabajo. Por otro lado, el fresado de extremos implica varios movimientos en diferentes direcciones que permiten crear diversas formas 3D y superficies contorneadas.

· Geometría de la herramienta

Las brocas están equipadas con extremos afilados que facilitan el proceso de creación de agujeros, a diferencia de las fresas que tienen un extremo de corte plano o redondeado tanto en los lados como en los extremos.

· Solicitud

El único propósito del proceso de taladrado es crear agujeros para diversas aplicaciones. Por otro lado, el fresado de extremos puede permitirle realizar más operaciones, como taladrado, ranurado, refrentado e incluso contorneado.

· Precisión y acabado

Si comparamos estos dos métodos, es muy probable que obtenga un mejor acabado superficial en su pieza de trabajo utilizando el fresado de extremos. Además, el proceso es más preciso que el taladrado.

· Desgaste de herramientas

Durante las operaciones, experimentará un mayor desgaste local en las puntas de las brocas. Por otro lado, las fresas se desgastan desde el filo de corte periférico, lo que tiene diferentes impactos en la vida útil de la herramienta y la capacidad de corte.

Mejores prácticas para el fresado de extremos

Mejores prácticas para el fresado de extremos

Si desea lograr resultados óptimos durante el fresado frontal, existen varios procedimientos recomendados que debe seguir. Veamos algunos de ellos y cómo pueden ayudarlo a lograrlo:

  1. Selección de herramientas: Asegúrese de haber elegido la fresa de extremo más adecuada para mejorar la eficiencia de corte y la durabilidad de la herramienta. Contar con la herramienta correcta reduce la abrasión y puede lograr la textura de superficie requerida.
  2. Parámetros de corte: Puede lograr una vida útil más prolongada de la herramienta con la máxima capacidad de corte al elegir la velocidad de husillo y la velocidad de avance adecuadas. Puede reducir las roturas de herramientas y estandarizar su fresado de desbaste ajustando correctamente los ajustes.
  3. Uso de refrigerante: Al agregar líquido de corte o refrigerante tanto a la pieza de trabajo como a la herramienta de corte, se reduce en gran medida la generación de calor y la fricción. Puede lograr un mejor acabado de la superficie con una reducción en la acumulación de virutas en la herramienta de corte.
  4. Mantenimiento de herramientas: Es recomendable que revises y cambies periódicamente las fresas desgastadas para garantizar cortes suaves. El mantenimiento regular garantiza que tus herramientas estén lo suficientemente afiladas para proporcionar un filo preciso que minimice los errores.
  5. Gestión de chips: Puedes adoptar formas adecuadas de manipular las virutas, que pueden incluir vacío o soplado de aire.
  6. Controles de vibración: Si desea lograr vibraciones mínimas, elija la longitud de herramienta adecuada con las condiciones de corte apropiadas para reducir las fuerzas de corte.

Aplicaciones del fresado de extremos

El fresado de extremos es un proceso muy crítico que tiene un gran impacto en las operaciones de varias industrias. Algunas de sus aplicaciones más notables incluyen:

  • En la fabricación aeroespacial, crea componentes pequeños y complejos, como álabes de turbinas y accesorios de precisión.
  • Los fabricantes de automóviles lo utilizan para producir componentes de motores y diversos conjuntos de transmisión.
  • En la industria médica, produce equipos para el cuidado de la salud, como implantes corporales y herramientas operativas generales.
  • En el mecanizado general, utilizamos fresado de extremos para crear soportes, carcasas y diversos trabajos personalizados.
  • La industria de fabricación de herramientas y matrices lo utiliza para producir moldes, matrices y herramientas utilizadas en la producción en masa.

Conclusión

Es importante que comprenda claramente los tipos de fresas, sus usos y los métodos de aplicación adecuados para obtener los mejores resultados. Esto se debe a que la técnica de fresado ayuda a crear componentes precisos y detallados en diferentes campos.

Recursos relacionados:

Fresado de rosca – Fuente: TSINFA

Fresado de 3 ejes, 4 ejes y 5 ejes – Fuente: TSINFA

Fresado en ascenso versus fresado convencional – Fuente: TSINFA

Proceso de fresado – Fuente: WIKIEPEDIA

Fresado dinámico – Fuente: TSINFA

Fresado horizontal versus vertical – Fuente: TSINFA