El fresado de extremos es un proceso principal en Mecanizado CNC y una parte fundamental de cualquier profesional Servicio de fresado CNC. Corta ranuras, cavidades, escalones y formas 3D en piezas de metal o plástico. Cuando la pieza requiere más que simples caras planas, como ranuras o superficies curvas, el fresado de extremos suele ser la mejor opción. Muchas ranuras, cavidades o características complejas se fabrican de esta manera.
Este artículo aborda tres grandes preguntas:
- ¿Qué es el fresado y qué características puede lograr?
- ¿Qué tipos de fresas son comunes y para qué se utilizan?
- ¿Cómo elegir la fresa adecuada para su trabajo?
¿Qué es el fresado de extremos?
El fresado frontal utiliza una herramienta giratoria llamada fresa frontal. Esta herramienta elimina material tanto mediante penetración vertical como mediante cortes laterales. Crea ranuras, cavidades, rebordes y formas 3D. El fresado frontal es diferente, ya que aplana principalmente áreas grandes. El fresado frontal puede moverse en diferentes direcciones, lo que permite crear más formas.
En una máquina CNC, la fresa se asienta en el husillo. La pieza se sujeta a la mesa. El programa CNC mueve la herramienta en las direcciones X, Y y Z. Con la herramienta adecuada, el fresado puede mantener tolerancias muy ajustadas. Las características pueden tener una precisión de ±0,002 mm. Este proceso también proporciona buenos acabados superficiales. Se utiliza en sectores como la industria aeroespacial, la automoción, la medicina y la electrónica.
Cómo funciona el proceso de fresado de extremos
El fresado de extremos sigue un plan establecido. Este plan combina la trayectoria de la herramienta con ajustes como la velocidad del husillo, el avance y la profundidad de corte. La máquina retira el material capa por capa. El programa le indica a la fresa dónde ir, a qué velocidad girar y a qué profundidad cortar. La máquina se encarga del resto.
Aquí se muestra un flujo de trabajo normal:
- Diseño y CAM: Modele la pieza en CAD. Luego, utilice el software CAM para crear trayectorias de herramientas (ranurado, contorneado, etc.).
- Programación: El CAM crea un código G. El código G establece la velocidad del husillo, la velocidad de avance y las profundidades de corte.
- Configuración: Coloque la fresa en el soporte. Sujete la pieza en un tornillo de banco. Ajuste las coordenadas de trabajo con una sonda o manualmente.
- Corte: El husillo hace girar la fresa. El CNC mueve la pieza o herramienta a lo largo de la trayectoria. Los filos de corte generan virutas que salen por las ranuras.
- Inspección: Compruebe el tamaño de las chavetas y el acabado superficial. Si es necesario, realice pasadas de acabado adicionales.
Use refrigerante para reducir el calor y la fricción. Esto prolonga la vida útil de las herramientas, especialmente en cortes profundos o materiales duros. Eliminar las virutas del área de corte es igualmente importante. Si se acumulan, pueden romper las herramientas y dañar su pieza.
Partes clave de una fresa y terminología básica
Una fresa de extremo es una herramienta giratoria diseñada tanto para cortes de penetración como de corte lateral. Sus piezas están diseñadas para evacuar las virutas y mantener la rigidez. Conocer cada pieza le ayudará a elegir la herramienta adecuada.
Partes principales:
- Caña: El extremo trasero largo que encaja en el portaherramientas. Su tamaño afecta la rigidez de la herramienta.
- Flautas: Ranuras en espiral que cortan y expulsan las virutas.
- Filos cortantes (labios): Las partes afiladas que cortan el material. Están en los extremos y a lo largo de los lados.
- Ángulo de hélice: La inclinación de la flauta en comparación con la longitud de la herramienta. Esto modifica la suavidad del corte y la resistencia de la herramienta.
- Centro: El centro sólido. Un núcleo más grueso significa una herramienta más rígida, pero con menos espacio para las virutas.
También puedes ver estos términos:
- Velocidad de corte: Qué tan rápido se mueve el filo a través de la pieza (medido en m/min o sfm).
- Velocidad de alimentación: La velocidad a la que se mueve la herramienta a través de la pieza (en mm/min o pulgadas/min).
- Profundidad axial de corte (ap): Qué tan profundo corta la herramienta con cada pasada hacia abajo.
- Ancho radial de corte (ae): El ancho de corte cuando la herramienta se mueve lateralmente.
Si combina estos ajustes de la forma correcta obtendrá un fresado rápido y constante y una vida útil más prolongada de la herramienta.
Tipos principales de fresas de extremo y sus usos típicos
Las fresas de extremo vienen en muchos estilos. Cada una funciona mejor para ciertos materiales, tareas o formas. Estos son los tipos más utilizados.
Fresas de extremo cuadrado
Las fresas de extremo cuadrado tienen un extremo de corte plano. Realizan cortes de fondo plano y esquinas afiladas de 90°. Se utilizan para ranuras, fresado lateral, cajeados y refrentado. Estas fresas funcionan mejor con superficies planas y bordes rectos en acero, aluminio o plástico. No son ideales para alisar formas 3D. Las esquinas afiladas pueden astillarse en materiales duros.
Fresas de extremo esférico
Las fresas de punta esférica tienen una punta redondeada. Producen curvas suaves, sin esquinas afiladas. Son la mejor opción para contornear 3D y acabados detallados, como moldes o cuchillas. No son eficientes para formas de fondo plano. El centro de la bola gira lentamente, por lo que puede rozar en lugar de cortar.
Fresas de extremo con radio de esquina
Las fresas de extremo con radio de esquina se parecen a las fresas de extremo cuadrado, pero con esquinas redondeadas. El radio pequeño refuerza el filo, lo que ayuda a prevenir el astillado y prolonga la vida útil de la herramienta. Úselas si no necesita esquinas perfectamente afiladas, especialmente para piezas estructurales resistentes o en semiacabado.
Fresas de desbaste
Las fresas de desbaste tienen filos dentados. Los cortes fragmentan las virutas en pequeños fragmentos. Estas herramientas están diseñadas para eliminar grandes cantidades de material rápidamente, no para el acabado. Son ideales para placas gruesas y bloques metálicos grandes. Dejan un acabado basto, por lo que se recomienda utilizar una fresa convencional para el acabado de la superficie.
Fresas de extremo especiales
Las fresas de extremo especiales tienen formas personalizadas para características especiales. Algunos tipos son fresas cónicas, de cola de milano o de grabado. Las fresas cónicas crean lados angulados en las cavidades. Las fresas de cola de milano cortan uniones entrelazadas. Estas herramientas son una excelente opción para piezas fabricadas por empresa de prototipado rápido, como la Yonglihao Machinery, especialmente cuando las fresas estándar no son adecuadas para ciertas áreas. Úselas solo cuando se requiera una característica específica.
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Tipo de fresa de extremo |
Estilo de característica |
Uso principal |
|---|---|---|
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Fresa de extremo cuadrado |
Extremo plano, esquinas afiladas de 90° |
Ranuras, escalones, perfiles 2D |
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Fresa de punta esférica |
Punta redondeada (hemisferio) |
Contornos 3D, superficies curvas, filetes |
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Fresa de extremo de radio de esquina |
Extremo plano, pequeñas esquinas redondeadas. |
Esquinas resistentes, piezas estructurales CNC |
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Fresa de desbaste |
bordes dentados |
Eliminación de material rápida y profunda |
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Fresas especiales |
Cónico, cola de milano, grabado |
Características locales únicas y no estándar |
Cómo elegir la fresa adecuada para su trabajo
Elegir la fresa adecuada implica combinar el material, la etapa de mecanizado y la geometría de la herramienta para que corte eficientemente y resista el trabajo. Siga estos cuatro pasos para elegir bien.
1. Conozca el material de su pieza de trabajo
- Para aluminio: elija fresas de 2 a 3 flautas con un ángulo de hélice alto.
- Para acero: utilice fresas de carburo de 3 a 4 flautas.
- Para acero inoxidable: utilice 4 o más ranuras y revestimientos resistentes y resistentes al desgaste.
2. Decidir la etapa de mecanizado
- Para desbaste: utilice profundidades de corte mayores y una fresa resistente.
- Para el acabado: utilice cortes más pequeños, más flautas y concéntrese en superficies lisas.
3. Elija el número de flautas para la limpieza de virutas y la resistencia de la herramienta
- 2-3 flautas: mejor limpieza de virutas para aluminio y plástico.
- 4+ flautas: mayor rigidez, bueno para acero, fresado lateral.
4. Verifique el tamaño, el alcance y el recubrimiento de la herramienta.
- Mantenga el voladizo de la herramienta corto para evitar que se doble y vibre.
- Para agujeros o cavidades profundas, intente utilizar más de un tamaño de herramienta.
- Utilice recubrimientos como TiN o TiAlN para trabajos exigentes o en caliente. Evite algunos de ellos en aluminio para evitar la soldadura por viruta.
Mini lista de verificación antes de cortar
- El diámetro de la herramienta y la longitud de la flauta le permiten alcanzar su característica sin sobresalir demasiado.
- El material de la herramienta y el revestimiento coinciden con su pieza.
- Los pasos de desbaste y acabado utilizan las herramientas adecuadas.
- El conteo de flautas favorece tanto la limpieza de virutas como la resistencia.
- La configuración es lo suficientemente rígida para los cortes que has planeado.
Lectura adicional: ¿Cómo seleccionar herramientas de corte para el mecanizado CNC?
Ventajas, limitaciones y cuándo utilizar el fresado de extremos
El fresado frontal es ideal cuando se necesitan formas detalladas, características internas o formas 3D. Su mayor ventaja es la flexibilidad. Un CNC y unas pocas fresas frontales permiten crear la mayoría de las características.
Ventajas:
- Crea ranuras, bolsillos, escalones y formas 3D.
- Funciona en muchos materiales, blandos o duros.
- Proporciona alta precisión y acabados suaves.
- Funciona muy bien con el software CAM moderno para planificar trayectorias de herramientas.
Limitaciones:
- No es tan rápido como el fresado frontal para áreas planas grandes.
- Puede vibrar si se intenta llegar muy profundo o se tiene una herramienta larga.
- El calor y las virutas pueden causar problemas si no se controlan.
En comparación con otros mecanizados:
- El fresado frontal es mejor para superficies grandes y planas, pero no puede realizar ranuras ni características profundas.
- La perforación es la forma más rápida de hacer agujeros redondos, pero no se puede hacer. fresado lateral o crear formas. El fresado de extremos es necesario para características que no sean simples agujeros.
Elija el fresado frontal si desea aplanar rápidamente un área extensa. Utilice el taladrado para agujeros lisos. Utilice el fresado frontal para casi todas las características detalladas de las piezas.
Conclusión
El fresado de extremos es el proceso fundamental detrás de la mayoría de los detalles funcionales de las piezas mecanizadas, desde chaveteros y cavidades hasta cavidades 3D complejas. Para usarlo de manera efectiva, principalmente necesita comprender qué es una fresa, en qué se diferencian los tipos comunes y cómo alinear la elección de la herramienta con el material y la etapa de mecanizado.
Un flujo de trabajo práctico es:
- Decida si el fresado de extremos, el fresado frontal o el taladrado es la operación más adecuada para la característica.
- Elija un tipo de fresa y un número de flautas según el material y si va a realizar desbaste o acabado.
- Ajuste el voladizo, la sujeción y los parámetros para asegurar la rigidez, el flujo de viruta y el control de la temperatura, y valide con cortes de prueba cortos.
Con el uso repetido, estas decisiones se convierten en intuición del proceso y le ayudan a planificar operaciones de fresado de extremos que sean estables, predecibles y económicas.
Preguntas frecuentes
¿Qué es lo que decide qué fresa debo utilizar?
Analice el material de su pieza, la característica que está creando y si está realizando desbaste o acabado. Las fresas de punta cuadrada son ideales para ranuras en acero. Las fresas de punta esférica son mejores para formas curvas y moldes. El número de flautas, el alcance y el recubrimiento también son importantes.
¿Cómo cambia el número de flautas el funcionamiento de la fresa?
Un mayor número de estrías proporciona mejores acabados y herramientas más resistentes. Un menor número de estrías facilita la extracción de virutas. Use 2 o 3 estrías para aluminio o plástico. Use 4 o más para acero.
¿Cuándo se utiliza una fresa con radio de esquina y no una cuadrada?
Utilice un radio de esquina si necesita esquinas más resistentes y no requiere bordes afilados. Una esquina redondeada pequeña reduce la tensión y prolonga la vida útil de la herramienta, especialmente en aceros más resistentes. Los dibujos que requieren una esquina bien afilada requieren una fresa de extremo cuadrado.
¿Cómo se comparan las fresas de carburo y las fresas HSS?
Las fresas de carburo son más duras y toleran mejor el calor que las de acero rápido (HSS). Esto se traduce en velocidades de corte más rápidas y una mayor vida útil de la herramienta. Úselas para acero o trabajos difíciles. Las herramientas de HSS son más resistentes a los impactos y más económicas, por lo que son ideales para materiales blandos o cortes más lentos.
¿Para qué son mejores las fresas de bolas y cuándo evitarlas?
Las fresas de punta esférica son ideales para superficies 3D y curvas suaves, como en moldes. No son adecuadas para fondos planos ni cavidades pronunciadas. El centro gira lentamente, por lo que, sin una buena configuración, pueden rozar y no cortar.
