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Guía completa de fresas
En el mecanizado, las fresas de mango son muy populares porque son muy versátiles y útiles, lo que las convierte en la herramienta de corte más utilizada. Para muchos principiantes en el mecanizado, suelen ser la primera herramienta que prueban. Hay muchos tipos de fresas, así que en este artículo vamos a explicarte los conceptos básicos y algunos consejos para ayudarte a elegir la mejor. Esto le ayudará a elegir la fresa más rentable y eficaz para sus necesidades, tanto si la compra como si la utiliza.
Contenido
¿Qué son las fresas?
Las fresas de mango, se utilizan en el mecanizado, girando para eliminar material de la superficie de una pieza. Esto ayuda a crear las formas, contornos y superficies que desee. Las encontrará sobre todo en fresadoras y centros de mecanizado. Las fresas de mango macizo suelen estar hechas de HSS o metal duro. Pero, dependiendo de tu presupuesto, puedes optar por tipos de plaquitas, como PCD o CBN, en el filo de corte si buscas una mayor durabilidad. Las fresas de mango son muy versátiles y sirven para cortar todo tipo de materiales: metales, madera, materiales compuestos, plásticos y muchos más. Son perfectas para sectores como automoción, aeroespacial, fabricación de moldes, nuevas energías e incluso sanidad.
Tipos de fresas
Existen varios tipos de fresas, cada una diseñada para aplicaciones y niveles de rendimiento diferentes. Elegir la fresa adecuada en función de sus necesidades específicas es crucial. A continuación se presentan algunos tipos comunes de fresas. Puede consultar rápidamente la tabla para obtener una visión general.
| Categoría | Tipo | aplicación | |
|---|---|---|---|
| Molino END | Fresas cuadradas |  | Son perfectas para operaciones como ranurado, fresado de cantos y contorneado, especialmente cuando se trata de realizar cantos en ángulo recto y ranuras de fondo plano. |
| Fresa de punta esférica |  | Son ideales para el acabado de alta precisión de superficies curvas lisas, perfiles 3D y contornos complejos. | |
| Fresas de punta de toro |  | Perfecto para manipular bordes redondeados, reducir el astillado e ideal para zonas de transición. | |
| Fresas de redondeo |  | Ideal para redondear y biselar bordes externos, desbarbar y mejorar tanto el aspecto como la seguridad de los bordes de las piezas. | |
| Fresas de destalonar |  | Se utiliza para el mecanizado de socavados, ranuras, salientes o piezas complejas con geometrías de difícil acceso. | |
| Microfresas |  | Ideal para micromecanizado, componentes electrónicos, dispositivos médicos y fabricación de micromoldes. | |
| Molinos de cara | Fresa frontal |  | Perfecta para el fresado plano de gran superficie, capaz tanto de realizar un mecanizado de desbaste eficaz como de acabado superficial de alta precisión. |
| Fresas para ranurar | Fresas para ranuras en T |  | Ideal para el mecanizado de ranuras en T, utilizadas para la fijación de dispositivos o la instalación y posicionamiento de mecanismos deslizantes. |
| Cortadoras de sierra |  | Ideal para el mecanizado de alta precisión de ranuras profundas y estrechas o para separar piezas finas. | |
| Cortadoras especializadas | Cortador de cola de milano |  | Se utiliza para mecanizar ranuras triangulares en forma de cola de milano en piezas de trabajo. |
| Fresas de roscar |  | Ideal para el mecanizado de roscas interiores y exteriores. | |
| Fresas cóncavas y convexas |  | Ideal para el mecanizado de perfiles curvos cóncavos o convexos en piezas de trabajo, utilizados habitualmente en el procesamiento de moldes y decoración. | |
| Fresa cilíndrica |  | Se utiliza principalmente para el fresado plano de gran superficie o el mecanizado de precisión de perfiles. |
A continuación, vamos a examinar en detalle cada tipo de fresa.
1. Fresas de mango
La fresa de mango, que es el tipo más común, tiene aristas de corte tanto en la punta como en los lados, lo que significa que puede cortar en cualquier dirección.
1.1 Fresas cuadradas
También conocidas como fresas planas, las fresas cuadradas tienen una punta plana y un ángulo de corte de 90°. Si tiene que realizar tareas como ranurar, embutir o perfilar, estas herramientas son una gran elección.
1.2 Fresa de punta esférica
También llamada fresa de punta esférica, tiene una punta semiesférica y sus filos redondeados son perfectos para aplicaciones que requieren superficies lisas y curvas o contorneado 3D.
1.3 Fresas de punta de toro
También conocidas como fresas de radio angular, son similares a las fresas cuadradas, pero con un filo redondeado en lugar del ángulo agudo de 90°. Este diseño ayuda a prolongar la vida útil de la herramienta y a evitar el astillado, por lo que son perfectas para manipular cantos redondeados.
1.4 Fresas de redondeo
Con un radio específico en el filo de corte, están especialmente diseñadas para el mecanizado de esquinas redondeadas. Son perfectas para achaflanar los bordes de piezas con acabado redondeado.
1.5 Fresas de destalonar
La punta es esférica, como una piruleta, por lo que también se denominan fresas de piruleta. Se utilizan principalmente para mecanizar zonas de difícil acceso y piezas con estructuras socavadas, como en la industria de fabricación de moldes.
1.6 Microfresas
Las microfresas son herramientas ultrapequeñas, normalmente con diámetros inferiores a 4 mm, y a veces incluso inferiores a 1 mm. Estas pequeñas herramientas se utilizan mucho en sectores en los que la precisión y la atención al detalle son importantes, como la electrónica y las piezas diminutas. Y sí, incluso los dentistas utilizan microfresas para "arreglar" los dientes cuando tienen problemas.
2. Molinos de cara
Existen dos tipos: El fresado frontal PCD ajustable y el fresado frontal PCD de soldadura. Con sus cabezales de gran diámetro, estas herramientas pueden cubrir un área de corte mayor, lo que aumenta la eficacia. El diseño de plaquitas intercambiables permite tanto una rápida eliminación de material durante el desbaste como un acabado de alta precisión, lo que ayuda a reducir costes.
3. Fresas para ranurar
Las fresas de ranurar son herramientas de fresado diseñadas para cortar ranuras o surcos estrechos.
3.1 Fresas para ranuras en T
Los dientes son perpendiculares al diámetro exterior y el filo de corte forma una "T". El cabezal es más ancho, lo que lo hace perfecto para mecanizar ranuras en T. Suelen utilizarse para proporcionar posiciones de montaje y deslizamiento para útiles o dispositivos de fijación.
3.2 Cortadoras de sierra
Las cuchillas son más finas, diseñadas para el mecanizado de ranuras o surcos estrechos con una profundidad mayor que el grosor de la cuchilla.
4. Cortadoras especializadas
Se trata de fresas de mango no estándar, especialmente diseñadas y optimizadas para tareas de mecanizado específicas con el fin de resolver problemas de procesamiento únicos con piezas de trabajo concretas.
4.1 Fresa de cola de milano
Este tipo de fresa tiene una punta ancha y un filo trapezoidal, diseñado específicamente para el mecanizado de ranuras de cola de milano. Puede cortar estructuras de cola de milano de sección trapezoidal, a menudo utilizadas en el mecanizado de componentes deslizantes o conexiones fijas.
4.2 Fresas de roscar
Se trata de un tipo de fresa de mango diseñada específicamente para el mecanizado de roscas internas o externas. A diferencia del roscado por macho tradicional, una fresa de roscar utiliza un proceso de fresado para cortar las roscas, lo que ofrece una mayor estabilidad y funcionalidad.
4.3 Fresas cóncavas y convexas
Se trata de un tipo de fresa de mango conformadora, diseñada específicamente para mecanizar perfiles curvos en la superficie de una pieza.
4.4 Fresa cilíndrica
Los filos de corte se distribuyen a lo largo del perímetro exterior de un cuerpo cilíndrico, por lo que resulta ideal para fresar superficies planas o grandes áreas de una pieza.
Opciones de material de la fresa
La elección del material de la fresa afecta directamente al rendimiento del mecanizado y a la vida útil de la herramienta. En función de su estructura, se dividen en macizas (como HSS, metal duro, etc.) y de tipo plaquita (como PCD, CBN, etc.). Seleccionando el material y la estructura adecuados, puede mejorar la eficacia del mecanizado y la calidad del producto.
1. Fresas macizas
1.1 Fresa HSS
El acero rápido (HSS) es una aleación que contiene tungsteno, molibdeno y cromo. Esto hace que la herramienta sea muy resistente, por lo que las fresas HSS no se astillan tan fácilmente. Pero cuando alcanza más de 600°C, empieza a perder su dureza. Por lo tanto, es realmente bueno para el corte de velocidad media a baja. Y sí, necesitarás usar refrigerante para mantener las cosas estables mientras cortas. Una de las ventajas del HSS es que tiene una dureza moderada, lo que significa que es fácil de reafilar cuando se desafila. No es tan preciso como el metal duro, pero es más barato, así que si trabajas con mecanizado de baja velocidad, es una opción sólida y rentable.
1.2 Fresa de carburo de tungsteno cementado
El carburo cementado (aleación dura) se fabrica sinterizando partículas duras como el carburo de wolframio (WC) con un aglutinante, normalmente cobalto (Co), mediante pulvimetalurgia. Es mucho más duro y resistente al desgaste que las herramientas HSS. E incluso a 1.000 ºC se mantiene firme, por lo que es ideal para el mecanizado a alta velocidad. El inconveniente, sin embargo, es que el metal duro es más quebradizo que el HSS, por lo que es más fácil que se rompa. Pero a pesar de ello, las fresas de metal duro tienen una vida útil más larga y una mayor precisión, lo que las hace perfectas para el mecanizado de materiales duros como el hierro fundido y los metales no férreos.
1.3 Fresa de metal duro recubierta
Las fresas de metal duro recubiertas son herramientas con uno o más recubrimientos resistentes al desgaste (como TiN, TiAlN o AlTiN) aplicados al sustrato de metal duro. Estos recubrimientos ayudan a reducir la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo, lo que disminuye el desgaste de la herramienta. Los recubrimientos también tienen estabilidad a altas temperaturas, lo que permite que la herramienta mantenga su rendimiento en condiciones de corte en seco o a alta velocidad. Además, el material del recubrimiento es más resistente a las reacciones químicas con la pieza de trabajo, lo que evita problemas como la adherencia de la herramienta o la oxidación al mecanizar materiales como acero inoxidable o aleaciones resistentes al calor. Como resultado, las herramientas recubiertas duran entre 2 y 10 veces más que las no recubiertas, lo que ofrece una rentabilidad mucho mayor.
2. Fresas de punta
2.1 Fresa de PCD
El PCD, o diamante policristalino, se fabrica sinterizando pequeños granos de diamante. Bastante guay, ¿verdad? Es entre 80 y 120 veces más duro que las herramientas de aleación normales. Por eso dura tanto cuando trabajas con materiales duros como cerámica, grafito, fibra de vidrio e incluso compuestos de fibra de carbono. Además, al ser tan resistente a la corrosión, funciona muy bien con materiales pegajosos como aleaciones de aluminio o cobre: ¡se acabaron los atascos! Pero hay un problema. A partir de los 700 °C, el PCD empieza a perder dureza. Y sí, si la temperatura es lo suficientemente alta, puede incluso reaccionar con el carbono del acero, lo cual es un problema. Así que, básicamente, no es la mejor opción para trabajar a altas temperaturas o mecanizar materiales ferrosos como el acero.
2.2 Fresa CBN
La fresa CBN es una herramienta con un filo de corte hecho de Nitruro de boro cúbico (CBN). El CBN es el segundo material más duro después del diamante y presenta una inercia química excepcional en el mecanizado de materiales ferrosos como el acero y la fundición. A diferencia del diamante, el CBN no reacciona químicamente con los materiales a base de hierro, lo que lo convierte en la mejor opción para el mecanizado de acero. Por otro lado, debido a la dureza del CBN, su filo de corte no es tan agudo, por lo que no es adecuado para el mecanizado de metales no ferrosos como el aluminio y el cobre. Además, debido a la excelente conductividad térmica de estos metales, la zona de corte se mantiene más fría durante el mecanizado, lo que significa que la alta resistencia al calor de las fresas de CBN no brilla realmente en esas condiciones, limitando sus ventajas de rendimiento.
3.3 Fresa de metal duro
Las fresas con plaquitas de metal duro son herramientas en las que la cabeza de corte es de metal duro cementado, mientras que el mango suele ser de acero, más barato. Este diseño equilibra el rendimiento y el coste, combinando la gran dureza del metal duro con la tenacidad del acero. Para entornos de mecanizado estándar, es la opción más rentable para operaciones de fresado, ofreciendo un gran valor por el rendimiento que proporciona.
Elegir la fresa adecuada
Más arriba hemos presentado los diferentes estilos y estructuras de materiales de las fresas. Si aún no está seguro de las características de cada tipo, no dude en consultar rápidamente la tabla de tipos de herramientas anterior.
Por supuesto, en las aplicaciones de mecanizado reales, también debemos tener en cuenta otros factores, como las condiciones de procesamiento, los requisitos de mecanizado y, lo que es más importante, la eficiencia económica.
1. Condiciones de mecanizado
En primer lugar, hay que evaluar el rendimiento de la máquina herramienta. La velocidad del husillo y la potencia del equipo también afectan a la elección de la herramienta. Por ejemplo, las máquinas de alto rendimiento pueden manejar herramientas de alta velocidad como las fresas de metal duro o CBN. Las herramientas más grandes necesitan más potencia, mientras que las más pequeñas requieren que la velocidad máxima del husillo de la máquina coincida con la velocidad mínima de corte de la herramienta. Asegúrese también de que el husillo y el sistema de sujeción de la máquina son compatibles con el tamaño y el diseño de la herramienta.
2. Requisitos de procesamiento
2.1 Requisitos del material de la pieza de trabajo
Los distintos materiales de la pieza determinan el material y el recubrimiento de la fresa. Para mecanizar materiales blandos como aleaciones de aluminio y metales no férreos, las herramientas de metal duro funcionan bien. Si su presupuesto se lo permite, puede optar por herramientas de PCD para alargar la vida útil de la herramienta. Para materiales más duros, como el acero inoxidable y el titanio, las herramientas de CBN, más resistentes al desgaste, son una buena elección. Las herramientas de metal duro recubiertas también pueden prolongar la vida útil y mejorar la resistencia al calor. Y si está mecanizando materiales compuestos como fibra de vidrio, las herramientas de PCD son la mejor opción para conseguir los resultados más eficaces.
2.2 Requisitos de acabado superficial:
Diferentes proyectos requieren diferentes acabados superficiales y precisión. Para el mecanizado de desbaste, elija herramientas de mayor tamaño para mejorar la eficacia de arranque de material. Para el acabado, necesitará fresas con más dientes y detalles más finos para lograr un acabado superficial más suave.
3. Parámetros de la herramienta
3.1 Estructura de la fresa
La estructura de la fresa determina su escenario de mecanizado ideal. Las herramientas macizas son ideales para el acabado, mientras que las indexables son más adecuadas para el desbaste. En cuanto a la relación longitud/diámetro (L/D) de la herramienta, las herramientas con una relación L/D baja, inferior a ⅓, son mejores para situaciones de mecanizado de alta rigidez. Sin embargo, no son ideales para el mecanizado de cavidades profundas porque la longitud de la herramienta es limitada. Para el mecanizado complejo de cavidades profundas o contornos, necesitará herramientas con una relación L/D superior a ⅓. Pero ten en cuenta que estas herramientas más largas tienen menor rigidez y son propensas a las vibraciones. Para reducirlas, puedes utilizar portaherramientas antivibración, reducir la velocidad del husillo (n) y el avance (f), o reducir la profundidad de corte radial (ap ≤ 0,3D) para disminuir las fuerzas de corte.
3.2 Recubrimiento de la fresa
El recubrimiento de una fresa puede mejorar significativamente su resistencia al desgaste, al calor y a la oxidación. SUNDI ofrece distintos tipos de recubrimiento. Para el mecanizado de metales no férreos y materiales compuestos, puede utilizar recubrimientos DLC (carbono tipo diamante) coloreados. Para obtener información más detallada, haga clic en el enlace para consultar "50 recubrimientos de herramientas para distintos materiales".
3.3 Número de dientes de la cuchilla
El número de dientes de una fresa está directamente relacionado con su capacidad de arranque de material. Menos dientes permiten un mayor arranque de viruta, por lo que son perfectas para el desbaste, especialmente cuando se trabaja con materiales más blandos. Por el contrario, las fresas con 4 o más dientes son mejores para el acabado, y resultan especialmente eficaces cuando se mecanizan materiales más duros como el acero o la fundición.
3.4 Geometría de la herramienta
El ángulo de desprendimiento, el ángulo de inclinación del filo de corte y el ángulo de descarga deben ajustarse en función del material de la herramienta, el material de la pieza de trabajo y las condiciones de mecanizado. Un ángulo de desprendimiento mayor es adecuado para materiales más blandos como el aluminio, mientras que para materiales más duros como el acero, un ángulo de desprendimiento menor ayuda a mejorar la estabilidad del corte.
3.5 Eficiencia económica
Por último, la elección de la herramienta adecuada requiere un cuidadoso equilibrio entre coste, vida útil y tiempo de cambio de herramienta. Para proyectos más pequeños, el uso de algunas marcas alternativas rentables puede ofrecer una mejor relación coste-eficacia. Por otro lado, en condiciones de producción específicas, optar por herramientas con una vida útil más larga, como el uso de herramientas de PCD para el mecanizado de aluminio, puede resultar más caro de entrada. Sin embargo, la mayor vida útil de la herramienta reduce el tiempo de inactividad y los costes de sustitución, lo que en última instancia proporciona una mayor rentabilidad a largo plazo, especialmente en situaciones de mecanizado de gran volumen o precisión.
Conclusión
En resumen, las fresas son una de las herramientas más utilizadas en el mecanizado, y su variedad de tipos y materiales las hace versátiles en muchos sectores. Si aún no está seguro de qué fresa es la más adecuada para usted, no dude en ponerse en contacto con nuestro equipo SUNDI. Con décadas de experiencia, nuestros ingenieros de ventas pueden ayudarle a elegir la herramienta perfecta para su proyecto y garantizarle unos resultados de máxima calidad.
¿Tiene preguntas? Póngase en contacto con nosotros para solicitar un presupuesto.
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