Guía para elegir el cortador de fresado adecuado para uso industrial

En el ámbito de la fabricación de precisión, las operaciones de fresado desempeñan un papel fundamental. Las fresas, que sirven como los "dientes" de los procesos de fresado, vienen en diversos tipos con diferentes características de rendimiento que impactan directamente en la eficiencia, la precisión y la calidad de la superficie del mecanizado. Esta guía proporciona a los ingenieros y fabricantes una referencia completa para seleccionar las herramientas de fresado adecuadas en función de los requisitos específicos de procesamiento.

Las herramientas de fresado se pueden categorizar según diferentes estándares de clasificación:

• Fresas integrales: Cuerpo y dientes de corte integrados con una estructura compacta y excelente rigidez, adecuados para mecanizado de alta precisión. Sin embargo, toda la herramienta debe ser reemplazada cuando se desgasta, lo que resulta en mayores costos.
• Fresas soldadas: Utilizan dientes fijados al cuerpo de la fresa mediante soldadura, lo que ofrece menores costos pero reduce la resistencia y durabilidad de los dientes en comparación con las fresas integrales.
• Fresas indexables: Emplean plaquitas intercambiables sujetas mecánicamente al cuerpo de la fresa. Las plaquitas intercambiables reducen los costos de herramientas y mejoran la eficiencia de la producción, lo que las convierte en las herramientas de fresado más utilizadas en la actualidad.

• Fresas de extremo: Se utilizan para fresado de caras, fresado de contornos, fresado de ranuras y representan las herramientas más comúnmente utilizadas en las operaciones de fresado.
• Fresas de caras: Diseñadas para fresado de caras de gran área con alta eficiencia de procesamiento.
• Fresas para ranuras en T: Especializadas para mecanizar ranuras en T, utilizadas con frecuencia en mesas de trabajo de máquinas herramienta y componentes similares.
• Fresas para chaveteros: Específicamente para el mecanizado de chaveteros, comúnmente aplicadas en piezas de ejes.
• Fresas para engranajes: Diseñadas para la fabricación de engranajes con alta precisión y eficiencia.

• Fresas de un solo filo: Generan menores fuerzas de corte, adecuadas para piezas de paredes delgadas o mecanizado de alta precisión.
• Fresas de múltiples filos: Ofrecen una mayor eficiencia de corte, ideales para operaciones de desbaste pesado.

Como las herramientas de fresado más utilizadas, las fresas de extremo se pueden clasificar aún más por sus formas de cabeza:

• Fresas de extremo cuadradas: Cuentan con cabezas en ángulo recto de 90 grados para mecanizado de uso general, incluido el fresado de caras, el fresado de contornos y el fresado de ranuras.
• Fresas de extremo de bola: Con cabezas esféricas para mecanizado de contornos complejos como fresado de superficies y procesamiento de moldes. El diseño esférico evita el contacto duro entre los filos de corte y las piezas de trabajo, mejorando la calidad de la superficie.
• Fresas de extremo de radio de esquina: Incorporan esquinas redondeadas para mejorar la durabilidad de la herramienta y reducir los riesgos de astillamiento, particularmente adecuadas para materiales de alta resistencia.
• Fresas de extremo cónicas: Cuentan con cuerpos cónicos para aplicaciones especializadas como mecanizado de cavidades profundas y procesamiento de biseles.
• Fresas de extremo de corte inferior (fresas Lollipop): Se caracterizan por cabezas circulares y vástagos delgados para mecanizar estructuras de corte inferior.
• Fresas de extremo para chaflanado: Diseñadas específicamente para el chaflanado de piezas para mejorar la estética y la seguridad.
• Fresas de extremo de desbaste: Equipadas con múltiples filos de corte dentados para la rápida eliminación de material en operaciones de desbaste.

Utilizadas principalmente para el fresado de caras, estas herramientas cuentan con cuerpos de fresa de gran diámetro con múltiples filos de corte para un mecanizado de alta eficiencia. A diferencia del enfoque de corte vertical de las fresas de extremo, las fresas de caras emplean corte horizontal. Por lo general, se emplean para mecanizar planos de piezas grandes, como bancadas de máquinas herramienta y bases de moldes.

Estas herramientas especializadas cuentan con cabezas en forma de T capaces de mecanizar perfiles completos de ranuras en T en operaciones únicas. Se utilizan comúnmente en mesas de trabajo de máquinas herramienta y dispositivos para asegurar piezas de trabajo o plantillas.

Estas herramientas de fresado de cuchillas delgadas son principalmente para el corte de metales. Las variedades incluyen:

• Cuchillas de dientes rectos: Para materiales más blandos como aluminio y cobre.
• Cuchillas de dientes ondulados: Para materiales más duros, incluidos acero y hierro.
• Cuchillas de dientes trapezoidales: Para tubos de paredes delgadas, minimizando la formación de rebabas.

Ampliamente aplicadas en las industrias automotriz, de ingeniería de precisión y de la construcción.

Estas herramientas rotativas de uno o varios filos son principalmente para el fresado de caras, con estructuras simples y bajos costos, adecuadas para la producción de lotes pequeños o el mecanizado simple. Por lo general, se montan en husillos de fresadoras para el corte de piezas de trabajo mediante rotación.

Herramientas especializadas con perfiles específicos para mecanizar piezas de contorno complejo. Con forma personalizada según las geometrías de las piezas (por ejemplo, fresas para engranajes, fresas para estrías), permiten el mecanizado en una sola operación de perfiles intrincados, mejorando la eficiencia y la precisión.

• Fresas de radio convexo: Para radios convexos externos.
• Fresas de radio cóncavo: Para radios cóncavos internos.
• Fresas de forma para chaflanes: Para el mecanizado de chaflanes.

Estas utilizan plaquitas intercambiables (típicamente de carburo o cerámica) montadas en cuerpos de acero. Las plaquitas intercambiables reducen los costos de herramientas e impulsan la productividad, lo que las hace ideales para el desbaste pesado o el mecanizado de materiales de alta dureza.

• Acero para herramientas al carbono: De bajo costo y fácil de mecanizar, pero con poca resistencia al desgaste/calor, adecuado para el corte de materiales blandos a baja velocidad.
• Acero de alta velocidad (HSS): Ofrece buena dureza, resistencia al desgaste/calor para corte a alta velocidad, pero con poca tenacidad y susceptibilidad al astillamiento.
• Carburo: Dureza excepcional, resistencia al desgaste/calor para corte a alta velocidad de materiales duros, aunque costoso y frágil.
• Cerámica: Extrema dureza/resistencia al calor para corte a alta velocidad de materiales difíciles como superaleaciones y acero endurecido, pero extremadamente frágil.
• Cermet: Combina las ventajas de la cerámica/metal con buena dureza, resistencia al desgaste/calor y tenacidad moderada, ideal para acabado/semiacabado.
• Stellite: Aleación no ferrosa con excelente resistencia al desgaste/calor para corte a alta temperatura y alta velocidad.

La selección adecuada de la fresa requiere una evaluación exhaustiva de:

• Material de la pieza de trabajo: Diferentes materiales exigen materiales y geometrías de herramientas específicas.
• Requisitos de mecanizado: Las necesidades variables dictan diferentes tipos de herramientas y niveles de precisión.
• Capacidad de la máquina: La potencia, la velocidad y la rigidez influyen en la selección de la herramienta.
• Dimensiones de la herramienta: Deben coincidir con el tamaño de la pieza de trabajo y el rango de mecanizado.
• Rentabilidad: Seleccione opciones rentables mientras cumple con los requisitos de procesamiento.

La profundidad y el ancho de fresado determinan directamente el tamaño de la fresa. Generalmente, las dimensiones de mecanizado más grandes requieren herramientas más grandes, con diámetros típicos que van desde Φ16-Φ630 mm.

Para piezas de gran área, se recomiendan fresas de menor diámetro, idealmente con aproximadamente un 70% de contacto del filo de corte. El diámetro del husillo de la máquina también influye en la selección: el diámetro de la fresa de caras (D) debe ser aproximadamente 1,5 veces el diámetro del husillo (d): D = 1,5d.

El fresado de agujeros requiere particularmente una cuidadosa selección del diámetro, ya que un tamaño incorrecto puede dañar las piezas de trabajo o las herramientas.

La potencia de corte y el tamaño de la pieza de trabajo son factores críticos. Para las fresas de caras, asegúrese de que la potencia requerida esté dentro de la capacidad de la máquina. Para las fresas de extremo pequeñas, verifique que las RPM máximas de la máquina cumplan con los requisitos mínimos de velocidad de corte (típicamente 60 m/min).

El número de dientes impacta significativamente en el rendimiento. Por ejemplo, una fresa de 100 mm de diámetro podría tener 8 dientes (paso fino) o 6 dientes (paso grueso). Las herramientas de paso grueso con bolsillos de viruta más grandes reducen la fricción entre la pieza de trabajo, el cuerpo de la herramienta y las virutas, lo que las hace mejores para el desbaste.

Nota: A velocidades de avance idénticas, las herramientas de paso fino imponen menos carga por diente que las versiones de paso grueso.

El acabado suele utilizar plaquitas rectificadas para la precisión dimensional, la precisión de posicionamiento de los bordes y un acabado superficial superior. El desbaste se beneficia de las plaquitas prensadas para la reducción de costos. Las operaciones de poca profundidad/avance con plaquitas de carburo de ángulo de incidencia positivo no afiladas pueden acortar la vida útil de la herramienta.

La principal distinción radica en la dirección de corte: las fresas de extremo pueden cortar con los bordes finales y laterales, mientras que las fresas de caras realizan principalmente cortes horizontales.

Estas herramientas versátiles mecanizan formas y agujeros específicos, adecuados para fresado, copiado, perfilado, mandrinado, ranurado y taladrado. Con dientes de corte en ambos extremos y lados, cortan eficazmente varios materiales en múltiples direcciones.

Existen varias diferencias: los taladros crean agujeros y, por lo tanto, requieren ángulos de punta para el posicionamiento, mientras que las fresas para fresado de caras carecen de tales ángulos. Además, los taladros tienen fondos cónicos para la penetración de la pieza de trabajo, mientras que las fresas tienen fondos planos.