¿Qué es el fresado? ¿Cuál es el proceso de molienda? ¿Qué piezas se pueden mecanizar mediante fresado CNC? Qué precisión pueden lograr en China piezas de molino?

El fresado es el proceso de mecanizado que utiliza cortadores giratorios para eliminar material al hacer avanzar un cortador en una pieza de trabajo. Esto se puede hacer variando la dirección en uno o varios ejes, la velocidad del cabezal de corte y la presión. El fresado cubre una amplia variedad de diferentes operaciones y máquinas, en escalas desde pequeñas piezas individuales hasta grandes operaciones de fresado en grupo de servicio pesado. Es uno de los procesos más utilizados para mecanizar piezas personalizadas con tolerancias precisas.

El fresado se puede realizar con una amplia gama de máquinas herramienta. La clase original de máquinas herramienta para fresado era la fresadora (a menudo llamada molino). Después de la llegada del control numérico por computadora (CNC) en la década de 1960, las fresadoras se convirtieron en centros de mecanizado:
fresadoras aumentadas por cambiadores automáticos de herramientas, almacenes o carruseles de herramientas, capacidad CNC, sistemas de refrigeración y envolventes. Los centros de fresado se clasifican generalmente como centros de mecanizado verticales (VMC) o centros de mecanizado horizontales (HMC).

Proceso de molienda

Proceso de planeado (el eje de rotación del cortador es vertical - inclinación de 0 ° con respecto al eje de la herramienta)
El fresado es un proceso de corte que utiliza una fresado para eliminar material de la superficie de una pieza de trabajo. La fresado es una herramienta de corte giratoria, a menudo con múltiples puntos de corte. A diferencia de la perforación, donde la herramienta avanza a lo largo de su eje de rotación, el cortador en el fresado generalmente se mueve perpendicular a su eje para que el corte se produzca en la circunferencia del cortador. A medida que la fresado entra en la pieza de trabajo, los bordes cortantes (estrías o dientes) de la herramienta cortan y salen repetidamente del material, cortando virutas (virutas) de la pieza de trabajo con cada pasada. La acción de corte es la deformación por cizallamiento; el material se empuja fuera de la pieza de trabajo en pequeños grupos que cuelgan juntos en mayor o menor medida (dependiendo del material) para formar virutas. Esto hace que el corte de metal sea algo diferente (en su mecánica) de cortar materiales más blandos con una cuchilla.

El proceso de fresado elimina el material realizando muchos cortes pequeños separados. Esto se logra usando un cortador con muchos dientes, haciendo girar el cortador a alta velocidad o haciendo avanzar el material a través del cortador lentamente; la mayoría de las veces es una combinación de estos tres enfoques. Las velocidades y avances utilizados se varían para adaptarse a una combinación de variables. La velocidad a la que avanza la pieza a través del cortador se llama velocidad de avance, o simplemente avance; la mayoría de las veces se mide como distancia por tiempo (pulgadas por minuto [pulg / min o ipm] o milímetros por minuto [mm / min]), aunque a veces también se usa la distancia por revolución o por diente cortador.

Hay dos clases principales de procesos de fresado:
En el planeado, la acción de corte se produce principalmente en las esquinas de los extremos de la fresado. El planeado se utiliza para cortar superficies planas (caras) en la pieza de trabajo o para cortar cavidades de fondo plano.
En el fresado periférico, la acción de corte se produce principalmente a lo largo de la circunferencia de la fresa, de modo que la sección transversal de la superficie fresado acaba recibiendo la forma de la fresa. En este caso, se puede ver que las hojas del cortador extraen material de la pieza de trabajo. El fresado periférico se adapta bien al corte de ranuras profundas, roscas y dientes de engranajes.

Fresado

Artículo principal: fresado
En el proceso de fresado se utilizan muchos tipos diferentes de herramientas de corte. Las fresado, como las fresado de extremo, pueden tener superficies de corte en toda la superficie del extremo, de modo que puedan perforarse en la pieza de trabajo (hundir). Las fresas también pueden tener superficies de corte extendidas en sus lados para permitir el fresado periférico. Las herramientas optimizadas para el planeado tienden a tener solo cortadores pequeños en las esquinas de los extremos.

Las superficies de corte de una fresado generalmente están hechas de un material duro y resistente a la temperatura, por lo que se desgastan lentamente. Un cortador de bajo costo puede tener superficies de acero de alta velocidad. Los materiales más caros pero de menor desgaste incluyen el carburo cementado. Se pueden aplicar recubrimientos de película fina para disminuir la fricción o aumentar aún más la dureza.

Hay herramientas de corte que se utilizan normalmente en fresadoras o centros de mecanizado para realizar operaciones de fresado (y ocasionalmente en otras máquinas herramienta). Quitan el material mediante su movimiento dentro de la máquina (por ejemplo, un molino de punta esférica) o directamente de la forma del cortador (por ejemplo, una herramienta de encofrado como un cortador de tallado).

A medida que el material pasa a través del área de corte de una fresadora, las cuchillas del cortador toman virutas de material a intervalos regulares. Por lo tanto, las superficies cortadas por el lado de la fresa (como en el fresado periférico) siempre contienen crestas regulares. La distancia entre las crestas y la altura de las crestas dependen de la velocidad de avance, el número de superficies de corte y el diámetro de la fresado. Con un cortador estrecho y una velocidad de avance rápida, estas crestas de revolución pueden representar variaciones significativas en el acabado de la superficie.


Marcas trocoidales, características del planeado.
En principio, el proceso de planeado puede producir superficies muy planas. Sin embargo, en la práctica, el resultado siempre muestra marcas trocoidales visibles siguiendo el movimiento de los puntos en la cara del extremo del cortador. Estas marcas de revolución dan el acabado característico de una superficie fresado. Las marcas de revolución pueden tener una rugosidad significativa dependiendo de factores como la planitud de la cara del extremo del cortador y el grado de perpendicularidad entre el eje de rotación del cortador y la dirección de alimentación. A menudo, se usa una pasada final con una velocidad de alimentación lenta para mejorar el acabado de la superficie después de que se ha eliminado la mayor parte del material. En una operación de planeado precisa, las marcas de revolución solo serán arañazos microscópicos debido a imperfecciones en el filo de corte.

El fresado en grupo se refiere al uso de dos o más fresado montadas en el mismo eje (es decir, agrupadas) en una configuración de fresado horizontal. Todos los cortadores pueden realizar el mismo tipo de operación, o cada cortador puede realizar un tipo de operación diferente. Por ejemplo, si varias piezas de trabajo necesitan una ranura, una superficie plana y una ranura angular, un buen método para cortarlas (dentro de un contexto no CNC) sería el fresado en grupo. Todas las piezas de trabajo terminadas serían iguales y el tiempo de fresado por pieza se reduciría al mínimo.

El fresado en grupo era especialmente importante antes de la era del CNC, porque para la producción de piezas duplicadas, era una mejora sustancial de la eficiencia en comparación con el fresado manual de una función en una operación y luego cambiar de máquina (o cambiar la configuración de la misma máquina) para cortar la siguiente operación. Hoy en día, las fresadoras CNC con cambio automático de herramienta y control de 4 o 5 ejes evitan en gran medida la práctica del fresado en grupo.

Equipo de fresadora
El fresado se realiza con una fresado de diversas formas, sujeta en un collett o similar que, a su vez, se sujeta en el husillo de una fresadora.

Tipos de fresadoras y nomenclatura
La orientación del molino es la clasificación principal para las fresadoras. Las dos configuraciones básicas son vertical y horizontal, refiriéndose a la orientación del eje giratorio sobre el que está montada la cortadora. Sin embargo, existen clasificaciones alternativas según el método de control, tamaño, propósito y fuente de energía.

Orientación del molino
Fresadora vertical.
1:   fresado; 2: husillo; 3: diapositiva superior o antebrazo; 4: columna; 5: mesa; 6: diapositiva del eje Y; 7: rodilla; 8: base

En la fresadora vertical, el eje del husillo está orientado verticalmente. Las fresas se sujetan en el husillo y giran sobre su eje. El husillo generalmente se puede bajar (o la mesa se puede elevar, dando el mismo efecto relativo de acercar o profundizar el cortador en el trabajo), lo que permite realizar cortes de inmersión y taladrar. Hay dos subcategorías de molinos verticales: el molino de lecho y el molino de torreta.

Un molino de torreta tiene un husillo fijo y la mesa se mueve tanto perpendicular como paralelamente al eje del husillo para realizar el corte. Algunos molinos de torreta tienen una pluma que permite subir y bajar la fresado (o un taladro) de una manera similar a una taladradora. Esto proporciona dos métodos de cortar en la dirección vertical (Z): levantando o bajando la pluma y moviendo la rodilla.
En el molino de bancada fija, sin embargo, la mesa se mueve solo perpendicular al eje del husillo, mientras que el husillo mismo se mueve en paralelo a su propio eje.
En general, algunos consideran que los molinos de torreta son más versátiles de los dos diseños.

También existe un tercer tipo, una máquina más liviana y versátil, llamada molino-taladro. El molino-taladro es un pariente cercano del molino vertical y muy popular en la industria ligera; y con aficionados. Un molino-taladro es similar en configuración básica a un taladro prensa muy pesado, pero equipado con una mesa X-Y y una columna mucho más grande. También suelen utilizar motores más potentes que una prensa de taladro de tamaño comparable, la mayoría son accionados por correas de varias velocidades y algunos modelos tienen un cabezal de engranajes o control de velocidad electrónico. Por lo general, tienen cojinetes de husillo para trabajo pesado para hacer frente a la carga lateral en el husillo que se crea por una operación de fresado. Un taladro de molino también suele subir y bajar toda la cabeza, incluido el motor, a menudo en una columna vertical en cola de milano (a veces redonda con cremallera y piñón). Un taladro de molino también tiene una gran pluma que generalmente se bloquea durante las operaciones de fresado y se suelta para facilitar las funciones de perforación. Otras diferencias que separan un molino-taladro de una taladradora pueden ser un ajuste fino para el eje Z, un tope de profundidad más preciso, la capacidad de bloquear los ejes X, Y o Z y, a menudo, un sistema de inclinación del cabezal. o todo el conjunto de columna vertical y cabezal motorizado para permitir la perforación y corte en ángulo. Aparte del tamaño, la principal diferencia entre estas máquinas más ligeras y los molinos verticales más grandes es que la mesa X-Y está a una altura fija; el eje Z se controla moviendo la cabeza o la pluma hacia la mesa X, Y. Un taladro de molino generalmente tiene un ajuste cónico interno en la canilla para tomar un mandril de pinza, fresas de planear o un mandril Jacobs similar al molino vertical.

Fresadora horizontal

Un molino horizontal tiene el mismo tipo, pero los cortadores están montados en un eje horizontal (ver Fresado de eje) a lo largo de la mesa. Muchos molinos horizontales también cuentan con una mesa giratoria incorporada que permite el fresado en varios ángulos; esta característica se llama mesa universal . Mientras que las fresas verticales y los otros tipos de herramientas disponibles para una fresa vertical pueden usarse en una fresa horizontal, su verdadera ventaja radica en las fresas montadas en mandril, llamadas fresas laterales y frontales, que tienen una sección transversal similar a una sierra circular, pero son generalmente más anchos y de menor diámetro. Debido a que las fresas tienen un buen soporte desde el eje y tienen un área de sección transversal más grande que una fresa, se pueden realizar cortes bastante pesados ​​que permiten velocidades de eliminación de material rápidas. Estos se utilizan para fresar ranuras y ranuras .Los molinos planos se utilizan para dar forma a superficies planas. Se pueden unir varios cortadores en el eje para fresar una forma compleja de ranuras y planos. Los cortadores especiales también pueden cortar ranuras, biseles, radios o incluso cualquier sección que se desee. ed. Estos cortadores especiales tienden a ser costosos. Los molinos simples tienen un husillo y los molinos dúplex tienen dos. También es más fácil cortar engranajes en un molino horizontal. Algunas fresadoras horizontales están equipadas con una toma de fuerza en el Esto permite sincronizar la alimentación de la mesa con un dispositivo giratorio, lo que permite el fresado de características espirales como engranajes hipoidales.

Las máquinas CNC pueden existir en prácticamente cualquiera de las formas de maquinaria manual, como molinos horizontales. Las fresadoras CNC más avanzadas, la multieje, añaden dos ejes más a los tres ejes normales (XYZ). Las fresadoras horizontales también tienen un eje C o Q, lo que permite girar la pieza de trabajo montada horizontalmente, lo que esencialmente permite un torneado asimétrico y excéntrico. El quinto eje (eje B) controla la inclinación de la propia herramienta. Cuando todos estos ejes se utilizan junto con otros, se pueden hacer geometrías extremadamente complicadas, incluso geometrías orgánicas, como una cabeza humana, con relativa facilidad con estas máquinas. Pero la habilidad para programar tales geometrías está más allá de la de la mayoría de los operadores. Por tanto, las fresadoras de 5 ejes se programan prácticamente siempre con CAM.

El sistema operativo de tales máquinas es un sistema de circuito cerrado y funciona con retroalimentación. Estas máquinas se han desarrollado a partir de las máquinas básicas NC (CONTROL NUMÉRICO). Una forma computarizada de máquinas NC se conoce como máquinas CNC. Se utiliza un conjunto de instrucciones (llamado programa) para guiar a la máquina en las operaciones deseadas. Algunos códigos de uso muy común, que se utilizan en el programa son:

G00 - marcha rápida
G01 - interpolación lineal de herramienta.
G21 - dimensiones en unidades métricas.
M03 / M04 - inicio del husillo (en sentido horario / antihorario).
T01 M06 - cambio automático de herramienta a la herramienta 1
M30 - fin del programa.
También se utilizan varios otros códigos. Una máquina CNC es operada por un solo operador llamado programador. Esta máquina es capaz de realizar varias operaciones de forma automática y económica.

Con la caída del precio de las computadoras y el software CNC de código abierto, el precio de entrada de las máquinas CNC se ha desplomado.