Fresado Frontal Explicado: Proceso, Selección de Herramientas y Consejos de Expertos

El fresado es uno de los diversos procedimientos de mecanizado usados en mecanizado CNC. Si bien hay varias operaciones de fresado, este artículo hablará sobre la técnica de fresado frontal (face milling).

Abordaremos los diversos tipos de operaciones de fresado, cómo seleccionar la herramienta correcta para fresado frontal y muchas otras cosas para saber sobre el procedimiento de mecanizado. Si hay algo que quiera saber sobre el procedimiento de fresado frontal, esta es la guía definitiva de fresado frontal.

¿Qué es el Fresado Frontal?

El fresado frontal es una técnica de mecanizado usada para aplanar y suavizar la superficie de las piezas. Los mecanizadores usan dos tipos de máquinas para este proceso que podrían ser un centro de mecanizado o una máquina de fresado. La diferencia principal entre este proceso y las técnicas de fresado tradicionales es que la máquina de fresado o centro de mecanizado es perpendicular a la pieza. Esto significa que la parte superior de la máquina fresa la pieza en lugar del lado usado en otras técnicas de fresado.

El proceso de fresado frontal podría ser manual o automático. La diferencia entre ambos es solo la velocidad de avance. Para el fresado frontal manual, el mecanizador tendría que detener la máquina repetidamente para mover la pieza a través de la mesa, mientras que la velocidad de avance para el tipo automático es más constante. Esto hace que el tipo automático sea menos propenso a errores o cortes incorrectos.

El proceso usa varias herramientas de corte de fresado frontal, incluyendo fresas de extremo (end mills), fresas de cara (shell mills) y cortadores volantes (fly cutters). La máquina rota la herramienta en sentido antihorario y mueve la pieza a través de sus dientes.

Ahora que hemos dado un párrafo introductorio sobre fresado frontal, revisemos cómo funciona el proceso.

¿Cómo Funciona el Fresado Frontal?

Cuando los mecanizadores fresan frontalmente una pieza, dividen el proceso en cuatro segmentos. Estos incluyen:

1. Posicionamiento de la Pieza

Antes de iniciar el proceso, se asegurarían de que la pieza esté bien sujeta a la mesa de la máquina. Necesitan fijar la pieza firmemente a la mesa para evitar que se deslice.

2. Posicionamiento de la Máquina de Fresado

Lo siguiente es asegurar que la máquina de fresado esté en el lugar correcto. El mecanizador colocaría la máquina de fresado perpendicularmente a la pieza. De esta manera, la parte superior del cortador trabaja en el material.

3. Ajuste de la Velocidad de Avance y Velocidad del Husillo

Lo siguiente implica ajustar la velocidad de avance y la velocidad a la que la máquina mueve la herramienta (velocidad del husillo). Estos dos son vitales para asegurar que la máquina corte en la posición correcta.

4. Mecanizado

Después de configurar la máquina, comienza el mecanizado. Dado que la computadora ha sido alimentada con el código para el proceso de mecanizado para CNC, hace todo el trabajo y mecaniza la forma y forma deseada en la pieza.

Selección de la Herramienta Correcta para Fresado Frontal

El éxito de cualquier proceso de fresado frontal depende de la herramienta usada. Antes de movernos a los consejos para ayudar a seleccionar la herramienta de corte correcta, necesitamos saber las diferentes herramientas usadas para fresado frontal. Tres herramientas principales de máquina se usan para fresado frontal: fresas de cara (shell mills), fresas de extremo (end mills) y cortadores volantes (fly cutters).

1. Fresas de Cara (Shell Mills)

Las fresas de cara son la opción de herramienta preferida para fresado frontal. Al tener múltiples dientes acoplados con plaquitas en sus bordes, una fresa de cara es perfecta para crear acabados superficiales consistentes. Esto es porque su diseño controla cuánto material puede remover a la vez. También es adecuada para trabajar en una variedad de materiales. Sin embargo, sus plaquitas podrían requerir cambio constante dependiendo de la dureza del material.

2. Fresas de Extremo (End Mills)

Las fresas de extremo tienen un filo de corte que las hace adecuadas para hacer acabados intrincados en una pieza. Sin embargo, cuando se trata de remover grandes trozos de material de una pieza, no es una buena opción. Además, la herramienta no es muy fuerte, por lo que está limitada en las opciones de material en las que puede trabajar.

3. Cortadores Volantes (Fly Cutters)

A diferencia de las fresas de extremo y fresas de cara, los cortadores volantes tienen solo un filo de corte y una plaquita. Sin embargo, son ventajosos para producir acabados finos sin consumir mucha energía. A cambio de potencia, operan a velocidades mucho más bajas. Así, si desea lograr acabados más finos con menor consumo de energía, el cortador volante es una opción disponible.

Consejos para Elegir la Herramienta Correcta

Ahora que hemos explicado los diversos tipos de fresas frontales, ahora podemos explicar cómo elegir las mejores herramientas para diferentes tipos de operaciones de fresado frontal.

1. Al cortar materiales duros, la mejor fresa de corte frontal para trabajar es la fresa de cara (shell mill). Sus múltiples filos de corte le permiten remover una pieza mayor de material a la vez.
2. El cortador volante (fly cutter) es la mejor herramienta de corte de fresado frontal para materiales blandos.
3. Al crear diseños estéticos usando fresado frontal, la mejor herramienta de corte es la fresa de extremo (end mill). El cortador tiene múltiples dientes en su vástago, que son adecuados para crear varios diseños.
4. Otro factor a considerar al elegir herramientas es el ángulo en el que la herramienta entra en la pieza. La mayoría de las herramientas entran a 45° o 90°. Sin embargo, algunas también pertenecen al rango de 10-65°.
5. Al hacer mecanizado frontal, debe asegurar que el husillo coincida con la velocidad de la máquina. De lo contrario, esto causaría que las fresas frontales se desgasten fácilmente.

6. Usar el modo CNC de mecanizado frontal en lugar de manual es mejor. Esto es porque, con el fresado frontal manual, constantemente saldría y volvería a entrar en la trayectoria de corte, lo que estresaría el filo de corte en la pieza.
7. Finalmente, no debe fresar frontalmente sobre agujeros o ranuras en la pieza, ya que esto causaría la salida y reentrada de la pieza.

4 Tipos de Operaciones de Fresado Frontal

Hay diferentes tipos de operaciones de fresado frontal que los mecanizadores usan regularmente. Esta sección explicará estos diversos procedimientos y los mejores consejos de optimización para cada uno.

1. Fresado Frontal General

Este proceso es solo el procedimiento general de fresado frontal que no tiene consideraciones especiales. El ángulo de entrada es muy importante en procedimientos generales de fresado frontal, y las herramientas de corte de fresado frontal con un ángulo de entrada de 45° son los mejores tipos para usar.

Algunos otros consejos para optimizar los procedimientos generales de fresado frontal incluyen:

• El cortador debe tener un diámetro mayor que la pieza (al menos 20% y máximo 50%).
• El punto de entrada en la pieza debe estar descentrado para asegurar que la viruta de salida sea lo más delgada posible.
• No olvide el tamaño del husillo y la potencia de la máquina.

2. Fresado Frontal de Servicio Pesado

Este tipo de mecanizado frontal involucra materiales grandes y centros de mecanizado grandes. En este tipo de mecanizado frontal, los mecanizadores necesitan remover grandes cantidades de material, requiriendo una gran cantidad de potencia.

Para este procedimiento, las herramientas de corte de fresado frontal con un ángulo de entrada de 60° son la mejor opción. Tienen altas velocidades de avance, lo que aumenta su productividad y les permite cortar más material.

Otros consejos para optimizar procedimientos de fresado frontal de servicio pesado incluyen:

• Este procedimiento genera enormes cantidades de temperatura. Si necesita cambiar plaquitas a mitad de camino, póngase guantes.
• El procedimiento genera muchas virutas. Estas virutas podrían desordenar el espacio de trabajo y volver a entrar en la trayectoria de corte en la pieza. El recorte constante de las virutas podría llevar al desgaste de las plaquitas. Por tanto, asegúrese de despejar el espacio de trabajo.

3. Fresado de Alto Avance (High Feed Milling)

El fresado de alto avance involucra procedimientos que requieren altas velocidades de corte y velocidades de avance. Usualmente involucran velocidades de corte de más de 1000 m/min. Las fresas de corte frontal con alta velocidad de avance y bajo ángulo de entrada son la mejor opción para este procedimiento. Para este procedimiento, lo único importante a notar es el grado de entrada. Un ángulo alrededor de 10° es preferido debido a la alta velocidad de avance que permite.

4. Acabado con Plaquitas Wiper

Usando plaquitas wiper junto con una plaquita estándar, también puede usar el fresado frontal para diseños de acabado superficial estético. Las plaquitas wiper son mayormente solo para acabado superficial. Usualmente tienen diferentes longitudes y se fabrican en versiones para mano izquierda y derecha. Para este procedimiento, la necesidad de una plaquita wiper depende del tipo de plaquita estándar usada. Cuanto mayor sea el avance por revolución generado por la plaquita estándar, mayor será la necesidad de plaquitas wiper.

Fresado Frontal vs. Fresado Periférico: ¿Cuál es la Diferencia?

El fresado frontal y el fresado periférico son los tipos principales de fresado. Ambos procedimientos se basan en el mismo principio básico. Usan una herramienta de corte rotativa para remover material de la superficie de una pieza. Sin embargo, la forma en que ambos lo hacen es diferente. Entonces, ¿cómo diferencia esto entre ambos? Los puntos siguientes hacen justicia a sus diferencias:

• En fresado frontal, el mecanizador coloca el torno/centro de mecanizado perpendicularmente a la pieza. En mecanizado periférico, el mecanizador coloca el cortador de fresado en una posición paralela a la pieza.
• En fresado frontal, solo la parte superior de la herramienta de corte hace la acción de fresado. Sin embargo, en fresado periférico, los lados de la pieza también están involucrados.
• El fresado frontal puede hacerse en máquinas con husillos horizontales y verticales, mientras que el fresado periférico está limitado solo a máquinas con husillos horizontales.
• El fresado frontal es aplicable para mecanizado de superficie y remover pequeñas cantidades de material de una pieza. Por otro lado, el mecanizado periférico es aplicable para remover grandes cantidades de material de la pieza.
• Para fresado frontal, las herramientas de corte usualmente tienen sus filos de corte en ambos lados y cara. Sin embargo, para fresado periférico, usualmente es solo en los lados.

Consejos Prácticos para Optimizar Procesos de Fresado Frontal

Esta sección destacará algunos consejos que cruzan todos los tipos de procesos de fresado frontal. Incluyen:

1. El Utillaje es Vital

Al realizar fresado frontal, asegúrese de que la herramienta se adapte al proceso. Las herramientas correctas darán los mejores niveles de productividad y harán el trabajo más suave.

2. Tenga una Configuración Específica para Fresado Frontal

No debe usar la misma configuración usada para otros procedimientos de mecanizado para fresado frontal. Tenga configuraciones dedicadas para diferentes tipos de procedimientos de mecanizado. Esto ayuda a aumentar la precisión de los diversos procedimientos de mecanizado.

3. Asegúrese de que sus Parámetros de Fresado sean Correctos

Hay varios parámetros técnicos involucrados en el procedimiento de fresado frontal. Algunos ejemplos incluyen la profundidad de corte, avance por diente, avance por revolución, etc. Asegúrese de que cada uno de estos parámetros sea correcto antes de iniciar el procedimiento. Esto asegurará que no desperdicie materiales innecesariamente.

4. Asegúrese de que sus Herramientas de Corte Estén Afiladas

Usar herramientas de corte desafiladas solo ralentizará el proceso de mecanizado frontal. Además, las herramientas desafiladas se romperán fácilmente ya que serán inefectivas contra materiales más duros. Así, es vital asegurar que todas las herramientas estén afiladas y listas para usar.

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Conclusión

El fresado frontal es un procedimiento simple que principalmente funciona para suavizar y terminar la superficie de las piezas. Mientras los mecanizadores comúnmente usan varias fresas frontales, encontrar el mejor tipo para trabajar con un procedimiento de fresado frontal es esencial. Este artículo le ayudará a descubrir cómo elegir las mejores fresas frontales, optimizar su proceso de fresado frontal y mucho más.

Preguntas Frecuentes

¿Cuál es la principal diferencia entre fresado frontal y fresado de extremo?

La principal diferencia entre ambos está en la herramienta usada. Las fresas frontales usan solo la parte superior del molino para cortar, mientras que las fresas de extremo usan el extremo y los lados de la herramienta.

¿Cuáles son las diferentes herramientas usadas para fresado frontal?

Hay tres herramientas usadas: fresas de extremo, cortadores volantes y fresas de cara.

¿Cuántos tipos de operaciones de fresado frontal existen?

Hay cuatro tipos: fresado frontal general, fresado frontal de servicio pesado, fresado frontal de alta velocidad y acabado superficial con plaquitas wiper.