fresa final

Una fresa de extremo es un tipo de herramienta de corte utilizada en procesos de fresado industrial . Pueden tener diversas configuraciones de extremo: redonda (esférica), cónica o recta, entre otras. Se utilizan comúnmente en fresadoras que mueven una pieza de material contra la fresa para eliminar virutas y crear el tamaño o la forma deseados. 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 fresas pueden cortar en dirección radial. No todas las fresas pueden cortar tangencialmente; aquellas diseñadas para ello se conocen como fresas de extremo.

Las fresas de extremo se utilizan en aplicaciones de fresado como el fresado de perfiles, el fresado de trazado, el fresado frontal y el fresado por penetración.

Existen varias categorías generales de fresas frontales y de extremo, como las de corte central frente a las de corte no central (si la fresa puede realizar cortes de penetración); y la categorización por número de filos; por ángulo de hélice; por material; y por material de recubrimiento. Cada categoría puede subdividirse según la aplicación específica y la geometría especial. Otras categorías de aplicaciones de fresado incluyen el trabajo de la madera, la fabricación y personalización de automóviles, y todo tipo de mecanizado. ^{[ 1 ]}

Un ángulo de hélice muy popular, especialmente para el mecanizado general de materiales metálicos, es de 30°. Para el acabado de fresas, es común encontrar espirales más cerradas, con ángulos de hélice de 45° o 60°. Las fresas de ranura recta (ángulo de hélice de 0°) se utilizan en aplicaciones especiales, como el fresado de plásticos o compuestos de epoxi y vidrio. Históricamente, las fresas de ranura recta también se utilizaban para el mecanizado de metales antes de la invención de la fresa de ranura helicoidal por Carl A. Bergstrom de Weldon Tool Company en 1918.

Existen fresas con hélice de ranura variable o ángulo de hélice pseudoaleatorio, y geometrías de ranura discontinuas, que ayudan a fragmentar el material durante el corte (mejorando la evacuación de virutas y reduciendo el riesgo de atasco) y a disminuir el contacto de la herramienta en cortes grandes. Algunos diseños modernos también incluyen características como el chaflán de esquina y el rompevirutas . Si bien son más costosas, debido a un diseño y proceso de fabricación más complejos, estas fresas pueden durar más gracias a un menor desgaste y mejoran la productividad en aplicaciones de mecanizado de alta velocidad (HSM).

Cada vez es más común que las fresas de extremo sólidas tradicionales se reemplacen por herramientas de corte con insertos más rentables (que, si bien son más caras inicialmente, reducen los tiempos de cambio de herramienta y permiten el reemplazo sencillo de filos de corte desgastados o rotos en lugar de la herramienta completa). Otra ventaja de las fresas de extremo indexables (otro término para herramientas con insertos) es su flexibilidad en cuanto a los materiales con los que pueden trabajar, en lugar de estar especializadas para un tipo de material específico como las fresas de extremo más tradicionales. Sin embargo, por el momento, esto generalmente solo se aplica a fresas de extremo de mayor diámetro, de 3/4 de pulgada o más. Estas fresas de extremo se utilizan generalmente para operaciones de desbaste, mientras que las fresas de extremo tradicionales todavía se utilizan para acabado y trabajos donde se requiere un diámetro menor o una tolerancia más estricta; las herramientas modulares introducen márgenes de error adicionales que pueden acumularse con cada nuevo componente, mientras que una herramienta sólida puede proporcionar un rango de tolerancia menor por el mismo nivel de precio.

Las fresas de extremo se venden con diámetros de vástago y corte tanto en unidades imperiales como métricas. En Estados Unidos, las medidas métricas son fáciles de conseguir, pero solo se utilizan en algunos talleres mecánicos; en Canadá, debido a su proximidad a Estados Unidos, ocurre algo similar. En Asia y Europa, los diámetros métricos son el estándar.

Se pueden producir diversos tipos de ranuras, hendiduras y cavidades en la pieza de trabajo utilizando diferentes herramientas de corte. Los tipos más comunes son: fresas de extremo cuadrado, fresas de extremo esférico, fresas para ranuras en T y fresas de concha. Las fresas de extremo cuadrado permiten fresar ranuras, cavidades y bordes cuadrados. Las fresas de extremo esférico fresan ranuras o filetes redondeados. Las fresas para ranuras en T fresan precisamente eso: ranuras en forma de T. Las fresas de concha se utilizan para superficies planas grandes y para cortes angulares. También existen variaciones de estos tipos de herramientas.

Cada herramienta de corte tiene cuatro ángulos críticos: ángulo del filo de corte final, ángulo de desprendimiento axial, ángulo de desprendimiento radial y ángulo de ataque radial .

Según el material que se vaya a mecanizar y la tarea a realizar, se pueden utilizar diferentes tipos y geometrías de herramientas. Por ejemplo, al mecanizar un material como el aluminio , puede ser ventajoso usar una herramienta con estrías muy profundas y pulidas, un filo de corte muy afilado y ángulos de ataque elevados. Sin embargo, al mecanizar un material duro como el acero inoxidable , las estrías poco profundas y un filo de corte cuadrado optimizarán la remoción de material y la vida útil de la herramienta.

Para la fabricación de herramientas de corte se utiliza una amplia variedad de materiales. Las plaquitas de carburo son las más comunes, ya que son ideales para el fresado de alta producción. El acero de alta velocidad se utiliza habitualmente cuando se requiere una forma de herramienta especial, aunque no suele emplearse en procesos de alta producción. Las plaquitas cerámicas se utilizan normalmente en el mecanizado de alta velocidad y alta producción. Las plaquitas de diamante se utilizan generalmente en productos que requieren tolerancias estrictas, generalmente con superficies de alta calidad (materiales no ferrosos o no metálicos).

A principios de los años 90, el uso de recubrimientos se generalizó. Estos recubrimientos ofrecen diversas ventajas, como resistencia al desgaste, reducción de la fricción para facilitar la evacuación de virutas y mayor resistencia al calor. La mayoría de estos recubrimientos se denominan según su composición química.

Aunque las vetas de PCD no constituyen un recubrimiento, algunas fresas se fabrican con una veta de diamante policristalino. Esta veta se forma en un entorno de alta temperatura y alta presión. Se crea en una pieza en bruto y, posteriormente, el material se rectifica a lo largo de la veta para formar el filo de corte. Si bien estas herramientas pueden ser muy costosas, su vida útil es mucho mayor que la de otras herramientas.

Sin embargo, se están produciendo avances en los recubrimientos para fresas, y recubrimientos como el diamante amorfo y los recubrimientos PVD nanocompuestos comienzan a verse en talleres de alta gama (a partir de 2004).

Si bien 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 estrategia de marca. Los azules brillantes, los rojos y los turquesas se encuentran entre los colores considerados "artificiales".

Las fresas de extremo se fabrican normalmente en rectificadoras de herramientas y fresas CNC (control numérico computarizado) bajo lubricantes a alta presión como agua, aceite soluble en agua y aceite de alto punto de inflamación. El rectificado dentro de la máquina se realiza con muelas abrasivas montadas en un husillo (y en algunos casos, en varios husillos). Dependiendo del material que se esté rectificando, estas muelas están hechas de diamante industrial (para rectificar carburo de tungsteno ), nitruro de boro cúbico (para rectificar acero al cobalto) y otros materiales (para rectificar, por ejemplo, cerámica), incrustados en un aglutinante (a veces de cobre).

Desbaste: su propósito es eliminar una gran cantidad de material de las piezas, a veces para deshacerse del exceso y acercarse a la forma final. ^{[ 2 ]} Busca aproximarse lo máximo posible a la forma final. Tradicionalmente, es la primera operación importante en el 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 rebajar la pieza a una dimensión específica. El refrentado se puede realizar utilizando fresas de extremo o una fresa frontal especial. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

Ranurado/Ahuecamiento: este es un proceso para hacer un hueco en el interior de la pieza. Un hueco puede ser poco profundo o profundo, dependiendo de las especificaciones. ^{[ 7 ]}

• Rebaba (cortadora)
• Fresado de cavidades CNC

• Robert H. Todd, Dell K. Allen, Leo Alting, "Guía de referencia de procesos de fabricación", Industrial Press Inc., Nueva York, 1994, págs. 49-53