Una fresa de extremo es un tipo de fresa , una herramienta de corte utilizada en aplicaciones de fresado industrial . Se distingue de la broca por su aplicación, geometría y fabricación. Mientras que una broca solo puede cortar en dirección axial, la mayoría de las brocas pueden cortar en dirección radial. No todas las fresas pueden cortar axialmente; las diseñadas para cortar axialmente se conocen como fresas de extremo.
Las fresas de extremo se utilizan en aplicaciones de fresado como fresado de perfiles, fresado de trazadores, fresado frontal y hundimiento.
Existen varias categorías amplias de herramientas de fresado frontal y frontal, como las de corte central versus las de corte no central (si la fresa puede realizar cortes profundos); y categorización por número de flautas; por ángulo de hélice; por material; y por material de revestimiento. Cada categoría puede dividirse según aplicación específica y geometría especial.
Un ángulo de hélice muy popular, especialmente para el corte general de materiales metálicos, es el de 30°. Para las fresas de acabado, es común ver espirales más apretadas, con ángulos de hélice de 45° o 60°. Las fresas de ranura recta (ángulo de hélice de 0°) se utilizan en aplicaciones especiales, como fresado de plásticos o compuestos de epoxi y vidrio. Las fresas de ranura recta también se utilizaron históricamente para cortar metales antes de que Carl A. Bergstrom de Weldon Tool Company inventara la fresa de ranura helicoidal en 1918.
Existen fresas de ranurar con hélice de flauta variable o ángulo de hélice pseudoaleatorio y geometrías de flauta discontinuas, para ayudar a romper el material en trozos más pequeños durante el corte (mejorando la evacuación de virutas y reduciendo el riesgo de atascos) y reducir el compromiso de la herramienta en cortes grandes. Algunos diseños modernos también incluyen pequeñas características como el chaflán de esquina y el rompevirutas. Si bien son más caras, debido a un diseño y un proceso de fabricación más complejos, estas fresas de extremo pueden durar más debido a un menor desgaste y mejorar la productividad en aplicaciones de mecanizado de alta velocidad (HSM).
Cada vez es más común que las fresas de mango sólidas tradicionales sean reemplazadas por herramientas de corte insertadas más rentables (que, aunque inicialmente son más costosas, reducen los tiempos de cambio de herramienta y permiten reemplazar fácilmente los filos de corte desgastados o rotos en lugar de toda la pieza). herramienta). Otra ventaja de las fresas escariadoras indexables (otro término para herramientas con insertos) es su capacidad de ser flexibles con los materiales con los que pueden trabajar, en lugar de estar especializadas para un determinado tipo de material como las fresas escariadoras más tradicionales. Por el momento, sin embargo, esto generalmente solo se aplica a fresas de mango de mayor diámetro, de 3/4 de pulgada o más. Estas fresas se utilizan generalmente para operaciones de desbaste, mientras que las fresas tradicionales todavía se utilizan para acabado y trabajos donde se requiere un diámetro más pequeño o una tolerancia más estricta; las herramientas modulares introducen márgenes de error adicionales que pueden agravarse con cada nuevo componente, mientras que una herramienta sólida puede proporcionar un rango de tolerancia más pequeño para el mismo nivel de precio.
Las fresas se venden en vástagos y diámetros de corte imperiales y métricos. En los EE. UU., el sistema métrico está disponible, pero sólo se utiliza en algunos talleres mecánicos y en otros no; En Canadá, debido a la proximidad del país a Estados Unidos, ocurre más o menos lo mismo. En Asia y Europa, los diámetros métricos son estándar.
Se puede producir una variedad de ranuras, ranuras y cavidades en la pieza de trabajo a partir de una variedad de brocas de herramientas. Los tipos de brocas de herramientas comunes son: cortadores de extremo cuadrado, cortadores de extremo esférico, cortadores con ranura en T y fresas de concha. Los cortadores de extremos cuadrados pueden fresar ranuras, cavidades y bordes cuadrados. Los cortadores de extremo esférico fresan ranuras o filetes redondeados. Las fresas para ranuras en T fresan exactamente eso: ranuras en forma de T. Los cortadores de extremos de concha se utilizan para grandes superficies planas y para cortes en ángulo. También existen variaciones de estos tipos de herramientas.
Hay cuatro ángulos críticos de cada herramienta de corte: ángulo del filo del extremo, ángulo de alivio axial, ángulo de alivio radial y ángulo de ataque radial .
Dependiendo del material que se esté fresando y de la tarea que se deba realizar, se pueden utilizar diferentes tipos de herramientas y geometría. Por ejemplo, al fresar un material como el aluminio , puede resultar ventajoso utilizar una herramienta con estrías pulidas muy profundas, un filo muy afilado y ángulos de ataque altos. Sin embargo , al mecanizar un material resistente como el acero inoxidable , las ranuras poco profundas y un filo de corte cuadrado optimizarán la eliminación de material y la vida útil de la herramienta.
Se utiliza una amplia variedad de materiales para producir las herramientas de corte. Las inserciones de carburo son las más comunes porque son buenas para fresado de alta producción. El acero rápido se utiliza habitualmente cuando se necesita una forma de herramienta especial, y no suele utilizarse para procesos de alta producción. Los insertos cerámicos se utilizan normalmente en mecanizado de alta velocidad con alta producción. Las inserciones de diamante se utilizan normalmente en productos que requieren tolerancias estrictas y que suelen consistir en superficies de alta calidad (materiales no ferrosos o no metálicos).
A principios de los años 90, el uso de revestimientos se hizo más común. Los recubrimientos pueden proporcionar varios beneficios, incluida la resistencia al desgaste, la reducción de la fricción para ayudar con la evacuación de virutas y una mayor resistencia al calor. La mayoría de estos recubrimientos se denominan por su composición química.
Aunque las vetas de PCD no son un recubrimiento, algunas fresas se fabrican con una "veta" de diamante policristalino. La veta se forma en un ambiente de alta temperatura y alta presión. La vena se forma en una pieza en bruto y luego el material se muele a lo largo de la vena para formar el filo. Aunque las herramientas pueden ser muy costosas, pueden durar mucho más que otras herramientas.
Sin embargo, se están logrando avances en los recubrimientos para fresas, con recubrimientos como el diamante amorfo y los recubrimientos de PVD nanocompuestos que comienzan a verse en talleres de alta gama (a partir de 2004).
Aunque los recubrimientos tienen un color típico, los fabricantes pueden modificar el proceso de recubrimiento o agregar aditivos para cambiar la apariencia sin afectar el rendimiento como parte de su marca. Los azules, rojos y turquesas brillantes se encuentran entre los colores "antinaturales".
Las fresas de extremo generalmente se fabrican en máquinas rectificadoras de cortadores y herramientas CNC (control numérico por computadora) bajo lubricantes de alta presión como agua, aceite soluble en agua y aceite de alto punto de inflamación. El pulido dentro de la máquina se logra con muelas abrasivas montadas en un husillo (y en algunos casos, en varios husillos). Dependiendo del material que se esté rectificando, estas muelas se fabrican con diamante industrial (cuando se rectifica carburo de tungsteno ), nitruro de boro cúbico (cuando se rectifica acero al cobalto) y otros materiales (cuando se rectifica, por ejemplo, cerámica), fijados en un aglutinante ( a veces cobre).
Sencillo: Se utiliza para eliminar mucho material a un ritmo muy rápido. Utilizado tradicionalmente en una operación de desbaste. [1]
2 flautas: permite eliminar más virutas de la pieza. Se utiliza principalmente en operaciones de ranurado y embolsado en materiales no ferrosos.
3 flautas: similar a la fresa de 2 flautas, pero se puede utilizar para cortar materiales ferrosos y no ferrosos.
4+ Flautas: Diseñado para funcionar a velocidades de alimentación más rápidas, pero debido a que tiene más flautas, causa problemas con la eliminación de virutas.
Desbaste: el objetivo es eliminar una gran cantidad de material de las piezas, en ocasiones eliminar el exceso de material para acercarse a la forma final. [2] Intenta acercarse mucho a la forma finalizada. Tradicionalmente es la primera operación importante del proceso de mecanizado.
Contorneado/Perfilado: este es un proceso utilizado para fresar diferentes superficies como planas o irregulares. Este tipo de proceso se puede realizar durante la fase de desbaste o acabado de la operación general. [3]
Refrentado: es una operación que se utiliza para refrentar la pieza hasta la dimensión especificada. El refrentado se puede realizar utilizando fresas de extremo o una fresa de planear especial. [4] [5] [6]
Embolsado/ranurado: este es un proceso para hacer un bolsillo en el interior de la pieza. Un bolsillo puede ser poco profundo o profundo, según las especificaciones. [7]