10 Tipos de Fresas: Usos y Principios de Selección | MachineMFG

10 Tipos de Fresas: Usos y principios de selección

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Una fresa es una herramienta rotativa utilizada en operaciones de fresado, dotada de uno o varios filos de corte, utilizada principalmente para mecanizar planos, escalones, ranuras, conformar superficies y cortar piezas de trabajo en fresadoras. En función de diferentes normas de clasificación, las fresas pueden dividirse en varios tipos.

En primer lugar, clasificadas por su uso, las fresas pueden dividirse en tres grandes tipos: fresas para mecanizado de planos, para mecanizado de ranuras y para mecanizado de superficies conformadas. Esta clasificación se centra en los campos de aplicación de las fresas.

En segundo lugar, desde el punto de vista estructural, las fresas pueden dividirse en fresas cilíndricas, fresas frontales, fresas de tres caras, tipo de diente soldado integral y tipo indexable, entre otras. Estas categorías reflejan las diferentes características estructurales y procesos de fabricación de las fresas.

Además, en función de la forma de los dientes de la fresa, ésta puede dividirse en dientes rectos y dientes en espiral. Esta clasificación se basa en la forma de distribución de los dientes de la fresa, que afecta a la eficacia del corte y a la calidad de la pieza durante el proceso de fresado.

Además, hay fresas especialmente diseñadas para requisitos de procesamiento específicos, como las fresas para engranajes. Son herramientas especiales para fresar engranajes evolventes y, según su forma, pueden dividirse en fresas para engranajes de disco y fresas para engranajes de dedos. Esto demuestra la profesionalidad y diversidad de las fresas en campos de procesamiento específicos.

Fresas

Normas de clasificación de las fresas

Las normas de clasificación de las fresas incluyen principalmente la forma de la hoja, la dirección de los dientes, la forma del dentado posterior y la estructura. En las secciones siguientes se detallan estas clasificaciones y sus ventajas e inconvenientes.

Por la forma de la hoja:

En función de la forma de la hoja, las fresas pueden clasificarse en fresas planas, fresas de punta esférica y fresas circulares. Este método de clasificación facilita la selección del tipo de fresa adecuado para los distintos requisitos de mecanizado.

Por la dirección de los dientes:

Se clasifican en fresas de dientes rectos y fresas de dientes en espiral. Las fresas de dientes rectos son adecuadas para el mecanizado de superficies planas o ranuras, mientras que las fresas de dientes en espiral son más adecuadas para el mecanizado de perfiles complejos, ya que ofrecen una mayor adaptabilidad a la curvatura.

Por la forma del diente hacia atrás:

Se clasifican en fresas de dientes puntiagudos y fresas de dientes oblicuos. Las fresas de dientes puntiagudos son adecuadas para el mecanizado de alta velocidad debido a su menor resistencia al corte; las fresas de dientes cónicos son adecuadas para el corte pesado, ya que pueden soportar mayores fuerzas de corte.

Por estructura:

Se clasifican en integrales, soldadas, de metal duro e indexables. Las fresas integrales tienen una estructura sencilla y un coste inferior, pero su durabilidad no es tan buena como la de otros tipos; las fresas soldadas ofrecen mejores resultados en cuanto a durabilidad y resistencia, pero a un coste superior; las fresas con plaquitas de metal duro prolongan su vida útil sustituyendo los dientes, lo que las hace adecuadas para la producción en serie; las fresas indexables ofrecen la mayor flexibilidad y economía, ya que permiten a los usuarios sustituir dientes específicos según sea necesario.

Tipos de fresas

Para que el fresado sea un proceso de mecanizado versátil, existe una amplia variedad de fresas disponibles en el mercado. Estas fresas vienen en diferentes tamaños, formas y materiales. Algunas fresas están hechas de acero rápido (HSS), mientras que otras están fabricadas con puntas de carburo.

1. Fresa:

Fresa

La fresa es un herramienta de corte que tiene dientes en ambos lados. Esta herramienta es versátil y se puede utilizar para una variedad de perforación operaciones. El término "fresa de mango" se utiliza comúnmente para las herramientas de fondo plano.

A diferencia de una broca, que sólo corta en dirección axial, la fresa de mango es capaz de cortar en todas las direcciones. La fresa de mango suele tener una o varias ranuras de evacuación de virutas y se utiliza para diversas operaciones de fresado. Está fabricada en acero rápido o en un material endurecido.

Existen dos variantes de la fresa de mango: una con filos de corte en ambos lados, denominada de corte central, y otra con filo de corte en un solo lado, denominada de corte no central.

2. Fresa de desbaste:

Fresa de desbaste

La fresa "Rough End Mill" también se denomina fresa "Pippa". Estas fresas ofrecen un excelente rendimiento incluso en condiciones de trabajo duras. Se utilizan para eliminar una cantidad sustancial de material de la pieza de trabajo. Estas herramientas suelen tener dientes más ondulados y dan como resultado un acabado superficial rugoso con la producción de virutas más pequeñas.

3. Fresa periférica:

Fresa periférica

Cuando los dientes de corte de la fresa están situados en la circunferencia o periferia del disco, se denominan fresas periféricas o circunferenciales. Este tipo de fresas sólo pueden utilizarse en fresadoras horizontales.

4. Fresa lateral:

Fresa lateral

La fresa lateral es un tipo de herramienta de fresado con dientes de corte presentes tanto en la periferia como en la cara o extremo. Se suelen utilizar para operaciones de fresado lateral, frontal y para cortar ranuras. También son eficaces para crear ranuras profundas y estrechas.

5. Fresa frontal:

Fresa frontal

La fresa frontal está compuesta por un cuerpo de corte de gran diámetro con múltiples cuchillas fijadas mecánicamente. Gracias a su carrera de corte y a sus cortes radiales profundos y axiales estrechos, puede eliminar una gran cantidad de material no deseado.

El diámetro del cuerpo de la fresa frontal depende normalmente de la longitud de la pieza y del espacio libre disponible en ambos lados.

Esta herramienta de corte también puede utilizarse para operaciones de fresado de perfilado y es conocida por su rigidez. El acabado superficial producido por la fresa de refrentar depende del avance y del número de dientes de la herramienta.

6. Fresa cóncava:

Fresa cóncava

La fresa cóncava pertenece a la categoría de fresas de conformación. Se trata de herramientas fabricadas especialmente para crear formas específicas en la pieza de trabajo. La fresa cóncava está diseñada específicamente para corresponder a la superficie convexa de un perfil circular, que suele ser igual o inferior a un semicírculo.

7. Herramienta Woodruff:

Herramienta Woodruff

Las herramientas de corte "Woodruff" se utilizan normalmente para cortar chaveteros en materiales de madera. El filo de la herramienta tiene una forma ligeramente cóncava, y sus dientes no están pensados para el corte lateral. La herramienta tiene dos tipos de perfil de dientes: dientes rectos y dientes escalonados.

8. Fresa de roscar:

Fresa de roscar

A fresado de roscas es una herramienta de corte utilizada para cortar el perfil del diente de la rosca externa e interna de una pieza de trabajo. Es capaz de procesar tanto roscas de paso simple como de paso variable con diámetros nominales de M2 a 1 mm.

9. Fresa de punta esférica:

Fresa de punta esférica

Las fresas de punta esférica, también conocidas como fresas de punta esférica, se denominan así por sus extremos de corte semiesféricos. Se utilizan para reducir la concentración de tensiones durante el funcionamiento y suelen ser adecuadas para el mecanizado de superficies tridimensionales de piezas.

10. Cortador Volador:

Cuchillo arrojadizo

La cortadora volante se compone de un cuerpo principal con uno o dos cabezales de corte insertados. Al girar el cabezal de la fresa, puede realizar cortes más estrechos o más anchos. Aunque las fresas frontales se utilizan con más frecuencia en diversos casos, también son más caras.

Por otra parte, las fresas volantes pueden realizar las mismas tareas de mecanizado que las fresas frontales, pero a un coste inferior. Sin embargo, su eficacia de corte es significativamente inferior a la de las fresas frontales.

¿Qué es una fresa?

La fresa desempeña un papel importante en la fresadora. Se trata de una herramienta giratoria con uno o varios dientes para fresar.

Durante el funcionamiento, cada diente de la fresa corta sucesivamente una parte de la pieza.

La fresa se utiliza principalmente para tareas como el fresado de superficies planas, escalones, ranuras, formación de formas y corte de piezas de trabajo.

Importancia de las fresas

En las operaciones típicas de fresado, la herramienta de la fresadora se desplaza perpendicularmente a su propio eje, eliminando así el material sobrante de la pieza alrededor de la herramienta.

La fresadora es un dispositivo ampliamente utilizado capaz de realizar una gran variedad de operaciones de mecanizado. Se utiliza para procesar y fabricar piezas de diversas formas y tamaños, siendo la fresa una herramienta crucial para llevar a cabo estas tareas.

Consideraciones materiales

A la hora de elegir una fresa, es fundamental tener en cuenta el material con el que está fabricada. Los distintos materiales se adaptan a diferentes aplicaciones y tienen propiedades únicas. A continuación se describen los cuatro materiales más utilizados en las fresas: Acero de alta velocidad, carburo, cobalto y diamante.

Acero rápido

El acero rápido (HSS) es un material muy utilizado para las fresas. El HSS ofrece una resistencia al desgaste y una velocidad de corte razonables para una gran variedad de aplicaciones. Debido a su versatilidad, bajo coste y facilidad de fabricación, las fresas de HSS son una opción popular, especialmente para aplicaciones menos exigentes u operaciones a pequeña escala.

Carburo

Las fresas de metal duro están formadas por un compuesto duro, normalmente carburo de tungsteno, y un aglutinante metálico. Ofrecen mayor resistencia al desgaste y velocidad de corte que el acero rápido. Aunque las fresas de metal duro suelen ser más caras, su durabilidad y eficacia las hacen adecuadas para la producción de grandes volúmenes y el mecanizado de materiales más duros. Algunas propiedades clave de las fresas de metal duro son:

  • Gran resistencia al desgaste
  • Mayor velocidad de corte
  • Mayor vida útil de la herramienta
  • Mejor acabado superficial

Cobalto

Las fresas de cobalto contienen una cantidad significativa de cobalto, lo que aumenta su dureza y resistencia al desgaste en comparación con las fresas HSS estándar. Estas fresas son adecuadas para mecanizar materiales más duros, como acero inoxidable y aleaciones de alta temperatura. Aunque las fresas de cobalto no son tan resistentes al desgaste como las de metal duro, ofrecen un excelente equilibrio entre rendimiento y coste, lo que las convierte en una opción fiable para muchas aplicaciones.

Diamante

Las fresas de diamante son otra opción de alto rendimiento, fabricadas con diamante policristalino (PCD) o diamante natural. Estas fresas presentan una dureza y una resistencia al desgaste excepcionales, lo que les permite mantener los bordes de corte afilados durante mucho tiempo. Las fresas de diamante son ideales para:

  • Mecanizado de materiales muy abrasivos
  • Proporcionar un acabado superficial superior
  • Tolerancias estrictas

Sin embargo, las fresas de diamante tienen un coste superior al de otros materiales y, por lo general, no funcionan bien en el mecanizado de materiales ferrosos. Esta limitación se debe al carbono presente en los materiales ferrosos, que forma carburos duros y reduce la eficacia de la fresa.

Al conocer las cualidades de los distintos materiales, se puede tomar una decisión informada a la hora de seleccionar fresas para aplicaciones específicas.

Principio de selección de la fresa

1. Selección del diámetro de la fresa

La selección del diámetro de la fresa puede variar mucho en función del producto específico y del lote de producción. La elección del diámetro de la herramienta depende principalmente de las especificaciones del equipo y del tamaño de la pieza que se va a mecanizar.

Fresa plana

Al seleccionar el diámetro de la herramienta de fresado frontal, es importante tener en cuenta que la potencia requerida por la herramienta debe estar dentro del rango de capacidades de potencia de la máquina herramienta. Alternativamente, puede seleccionarse en función del diámetro del husillo de la máquina herramienta.

Un método comúnmente utilizado para determinar el diámetro de la fresa frontal es utilizar la fórmula D = 1,5d, donde d es el diámetro del husillo.

Para la producción en serie, el diámetro de la herramienta también puede seleccionarse en función de 1,6 veces la anchura de la pieza que se va a cortar.

End molino

La selección del diámetro de la fresa debe tener en cuenta principalmente los requisitos de tamaño de procesamiento de la pieza de trabajo para garantizar que los requisitos de potencia de la fresa estén dentro del rango de potencia nominal de la máquina herramienta.

Para las fresas de pequeño diámetro, la principal preocupación debe ser si las revoluciones máximas de la máquina herramienta pueden alcanzar la velocidad de corte mínima de la herramienta (60 m/min).

En el caso de las fresas de ranurar, el diámetro y la anchura deben seleccionarse en función del tamaño de la pieza que se va a mecanizar, asegurándose de que la potencia de corte se mantiene dentro del rango de potencia admisible de la máquina herramienta.

2. Selección de la hoja de la fresa

a. Para el acabado, lo mejor es utilizar una cuchilla de afilado. Este tipo de cuchilla tiene una buena precisión dimensional, lo que garantiza la precisión de posicionamiento del filo de corte, lo que conlleva una mejor precisión de mecanizado y rugosidad superficial.

b. Para el mecanizado en bruto, lo mejor es utilizar una cuchilla de prensado, que reduce el coste de procesamiento. Aunque la precisión dimensional y el afilado de una cuchilla de prensado son peores que los de una cuchilla de rectificado, su resistencia de filo es mejor. Es resistente a los impactos durante el mecanizado en bruto y puede manejar grandes profundidades de corte y altos avances.

c. Las cuchillas de rastrillo grandes y afiladas son ideales para fresar materiales viscosos como el acero inoxidable. La cuchilla afilada reduce la fricción entre la cuchilla y la pieza de trabajo, lo que permite que las virutas salgan más rápidamente de la parte delantera de la cuchilla durante el proceso de corte.

3. Selección de la hoja de la fresa

(a) El número de dientes debe tenerse en cuenta a la hora de seleccionar una fresa. El tamaño del paso de los dientes determinará el número de dientes de la fresa que intervienen en el corte al mismo tiempo y afectará a la suavidad del corte y a los requisitos de velocidad de corte de la máquina herramienta. Las fresas de dentado basto se utilizan sobre todo para el mecanizado basto debido a su gran ranura de arranque de viruta. La carga de corte por diente de una fresa de dentado basto es mayor que la de una fresa de dentado denso a la misma velocidad de avance.

(b) Para el fresado de acabado, con una profundidad de corte poco profunda, generalmente de 0,25-0,64 mm, se recomienda seleccionar una fresa de dentado denso.

(c) Durante el fresado de desbaste pesado, una fuerza de corte excesiva puede provocar vibraciones en máquinas herramienta con poca rigidez, causando el colapso del borde de carburo de cemento cuchillas y acortando la vida útil de la herramienta. El uso de una fresa de dentado basto puede reducir la potencia requerida por la máquina herramienta. Así, cuando el tamaño del agujero del husillo es pequeño (como los agujeros cónicos R8, 30#, 40#), las fresas de dentado basto pueden utilizarse eficazmente para el fresado.

Los últimos avances tecnológicos en fresas se centran principalmente en las siguientes áreas:

Innovación en la composición de materiales: Uno de los avances más recientes en la tecnología de brocas para fresas es la innovación en la ingeniería de materiales, en particular el uso de granos de carburo ultrafinos. Esto ayuda a mejorar el rendimiento y alargar la vida útil de la herramienta.

Avances en la tecnología de revestimientos: Las innovaciones en la selección de materiales, el diseño de herramientas y la tecnología de recubrimiento mejorarán aún más el rendimiento de las fresas.

Mejora de las formas geométricas: La progresión de la tecnología de brocas para fresas también incluye mejoras en las formas geométricas para aumentar el rendimiento y prolongar la vida útil de la herramienta.

Aplicación de fresadoras CNC y desarrollo hacia la inteligencia y la digitalización: El uso de fresadoras CNC no sólo mejora la eficacia de la fabricación y la calidad del producto, sino que también impulsa a la industria hacia la inteligencia y la digitalización. Esto sugiere que la evolución de la tecnología de las fresas se adaptará a estas tendencias.

Demanda del mercado impulsada por el rápido desarrollo de nuevos campos industriales: El rápido crecimiento de algunos sectores industriales emergentes trae consigo nuevas demandas de fresas en el mercado, lo que provoca constantes innovaciones en la tecnología de las fresas para satisfacer estas necesidades.

Conclusión

A la hora de elegir una fresa para una fresadora CNC o una fresado convencional máquina, es importante tener en cuenta varios factores, como el material y la dureza de la pieza y las especificaciones de la fresa, como la longitud del filo de corte, la longitud de la herramienta, el diámetro del filo de corte y el diámetro del mango. Las fresas de acero rápido suelen utilizarse con las fresadoras convencionales, mientras que las fresas de acero rápido suelen utilizarse con las fresadoras convencionales, mientras que las fresas de acero rápido suelen utilizarse con las fresadoras convencionales. carburo de cemento para su uso con fresadoras CNC.

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