Cómo elegir la fresa adecuada: tipos y guía experta de selección

Existen diferentes tipos y categorías de herramientas de fresado, cada una con diferentes propósitos y capacidades de corte. Aquí están los tipos comunes de fresas.

Categoría 1: Fresas de extremo (End Mills)

Las fresas de extremo son herramientas de corte que cortan en todas direcciones, lo que las diferencia de las brocas que solo cortan axialmente. Los fabricantes usan la fresa de extremo para corte de acero para herramientas y otros procesos de fresado, incluyendo hundimiento, escariado, ranurado, taladrado, fresado frontal, fresado de perfil, etc. Hay tipos comunes de fresas de extremo.

1.1 Fresas de bola (Ball Nose)

Estas fresas de extremo presentan una punta esférica. Son ideales para fresar superficies contorneadas debido a su superficie de corte redondeada.

1.2 Fresas de extremo cuadrado (Square End Mills)

Usadas para fresado de propósito general, estas fresas tienen un perfil de 90 grados. También conocidas como fresas de extremo plano, son ideales para aplicaciones como hundimiento, perfilado y ranurado.

1.3 Fresas de radio de esquina (Radius End Mills)

Estas fresas presentan esquinas redondeadas. Estas esquinas son ideales para cortar un radio especificado de manera más uniforme, previniendo el desgaste de la herramienta y prolongando su vida útil.

1.4 Fresas para desbaste de contravueltas (Undercutting End Mills)

También conocidas como fresas de piruleta (lollipop cutter), esta herramienta de fresado CNC bien redondeada ofrece máxima versatilidad. Su forma las hace la opción ideal para mecanizar contravueltas (undercuts).

1.5 Fresas de redondeo (Rounding End Mills)

Esta herramienta de fresado presenta extremos reforzados. Su propósito principal es fresar bordes redondeados.

1.6 Fresas de radio de esquina con serrado (Corner Radius End Mills / Hog Mills)

Con varias serraduras en las flautas, esta herramienta, conocida como fresa de desbaste (hog mill), deja un acabado rugoso. Su capacidad para eliminar grandes cantidades de material rápidamente la destaca.

Categoría 2: Herramienta de fresado frontal (Face Mill)

Esta herramienta se usa para fresado frontal. ¿Qué es el fresado frontal? Es la eliminación de porciones de una pieza. Una herramienta de fresado frontal se usa para lograr un excelente acabado superficial. En los lados de esta herramienta, tiene filos de corte que cortan en dirección horizontal, a diferencia de las fresas de extremo que cortan verticalmente. Además, una herramienta de fresado frontal se usa principalmente para cortar el exterior del bloque en bruto.

Categoría 3: Fresas para ranuras en T (T-Slot Cutters)

Las fresas para ranuras en T presentan dientes perpendiculares al diámetro exterior. También conocidas como fresas Woodruff, son más conocidas para cortar ranuras en forma de T en piezas y componentes. Estos tipos de fresas son ideales para cortar ranuras usadas para cabezas de tornillo y soportes colgantes en paneles de pared.

Categoría 4: Herramienta de sierra de ranurado para metal (Metal Slitting Saw)

Estas sierras tienen aplicaciones en diversas industrias debido a su geometría única y rigidez. Sin embargo, industrias como automotriz, ingeniería de precisión y construcción las usan comúnmente para cortar materiales no ferrosos y aceros. Aquí están los diferentes tipos de sierras de ranurado para metal.

4.1 Sierra de ranurado simple (Plain Metal-Slitting Cutters)

Son herramientas de corte CNC con filos de corte solo perimetrales, con concavidad en el lado para evitar el arrastre del corte.

4.2 Sierra de ranurado con dientes laterales (Side Teeth Slitting Cutters)

Este tipo de sierra de ranurado posee dientes laterales y perimetrales. Esta característica le permite mantener un ancho de corte constante al eliminar virutas.

4.3 Fresa cóncava (Concave Milling Cutter)

Es una sierra de ranurado usada para producir un radio convexo verdadero. Este cortador aplica una forma semicircular suave y sin costuras a las piezas.

4.4 Fresa cilíndrica (Cylindrical Milling Cutter)

Ideal para aplicaciones donde se requiere alta tasa de remoción de material. Esta sierra de ranurado tiene dientes solo en la superficie perimetral.

4.5 Fresa plana (Plain Milling Cutter)

También conocida como fresa de cilindro o fresa de superficie, este tipo de cortador tiene dientes helicoidales o rectos. Además, sus dientes cortan en fresas cilíndricas o periféricas superficies planas paralelas al eje del cortador. Las fresas planas son ideales para proyectos de pequeña escala y aquellos que requieren trabajo de fresado ligero.

Categoría 5: Fresas de volantín (Fly Cutters)

Estas herramientas de fresado planean superficies usando una o más herramientas rotativas de un solo punto. Similar a la herramienta de corte de torno, los fabricantes montan una herramienta de volantín en un porta-herramientas especial. También es importante notar que las fresas de volantín no son ideales para operaciones de corte pesado. A continuación, los diferentes tipos de fresas de volantín.

5.1 Cortador de punta (Point Cutter)

Presenta puntas alargadas tipo aguja ideales para cortar corales densamente empaquetados. Los cortes producidos son siempre limpios y precisos.

5.2 Herramienta rotativa de tallado (Rotary Carving Tool)

El propósito principal de esta herramienta es tallar materiales duros. Encuentra aplicación en tallado de madera y grabado en vidrio soplado.

5.3 Herramienta rotativa de corte (Rotary Cutting Tool)

Estas herramientas de fresado cortan a través de la tela de un material sin distorsionar la línea de corte patrón. Algunos profesionales emplean esta herramienta para cortar hasta ocho capas de material en una sesión de fresado.

Categoría 6: Fresas de forma (Form Milling Cutters)

Este es un cortador usado para dar forma a contornos irregulares, tanto 2D como 3D. Estos cortadores también vienen en diferentes configuraciones y formas. Es ideal para crear engranajes helicoidales y otras superficies complejas e intrincadas. Se usa para ranurado, chaflanado y fresado de radio completo. Hay tres tipos principales de fresas de forma.

6.1 Fresa convexa (Convex Milling Cutter)

Es una fresa de torneado y fresado CNC diseñada para producir un semicírculo que se curva hacia adentro. Las fresas convexas facilitan la producción de formas cóncavas.

6.2 Fresas de redondeo de esquina (Corner Rounding Milling Cutters)

Este cortador se usa individualmente o en pares. Estas fresas de redondeo de esquina, también conocidas como fresas de radio, facilitan el fresado de radio.

6.3 Fresas de dientes insertados (Inserted Tooth Milling Cutters)

La fresa de dientes insertados presenta dientes brasados en la ubicación correcta usando tornillos o añadidos mecánicamente al cortador. El material de los dientes suele ser carburo o acero para herramientas. Por otro lado, el acero mecanizado es ideal para hacer el cuerpo del cortador.

Materiales de herramientas de fresado

Hay diferentes procesos de corte ideales para diferentes condiciones. Esta diferencia en procesos y condiciones crea la necesidad de usar diferentes materiales de fresas. Aquí están los materiales más comunes usados para hacer herramientas de fresado.

Acero al carbono para herramientas

Es un material metálico económico con buena mecanizabilidad para hacer herramientas de fresado. Contiene 0,6-1,5 % de carbono y usualmente menos de 0,5 % de manganeso y silicio. También podría incluir metales como cromo y vanadio, dependiendo del tamaño de grano y dureza que el fabricante quiera lograr.

Las fresas hechas de acero al carbono mantienen el filo por mucho tiempo debido a su alta resistencia a la abrasión. Sin embargo, a temperaturas superiores a 250 °C, la dureza de este material disminuye rápidamente. Esto lo hace ideal para hacer herramientas de mecanizado a baja velocidad como brocas helicoidales, herramientas de fresado, herramientas de conformado y torneado. También funciona muy bien para mecanizar materiales metálicos blandos como magnesio, aluminio, latón, etc.

Acero de alta velocidad (HSS)

Es acero al carbono pero con una pequeña cantidad de molibdeno, tungsteno, cromo y otros metales de aleación que lo hacen considerablemente diferente del acero al carbono convencional. Con la adición de estas aleaciones, el acero de alta velocidad tiene mayor tenacidad, resistencia al desgaste y templabilidad, dándole una mayor tasa de remoción de metal.

Para aumentar la vida útil de esta herramienta, los fabricantes emplean tanto el reafilado como el uso de refrigerantes (ya que pierde dureza a temperaturas superiores a 650 °C). Este material de herramienta es ideal para hacer brocas, brocas de expansión y herramientas de corte de torno de un solo punto.

Carburo cementado y Cermet

Esta herramienta producida por técnica de metalurgia de polvos es extremadamente dura y puede soportar operaciones de corte a velocidad muy alta. Este material, compuesto de tungsteno, carburo de titanio y tantalio, permanece duro hasta 1000 °C. Hay diferentes aglutinantes que los fabricantes usan para unir los constituyentes de esta herramienta, que incluyen cobalto, níquel y molibdeno.

Cuando el material aglutinante es níquel y molibdeno, esta herramienta se llama Cermet y se usa para diferentes operaciones de acabado y semi-acabado en diferentes materiales, incluyendo acero aleado e inoxidable. Por otro lado, herramientas bajas en cobalto son ideales para operaciones de acabado, mientras que herramientas de alto cobalto son mejores para cortes de desbaste.

Cerámica

Este material es no reactivo y más duro que sus contrapartes de cermet. También tiene mejor resistencia al calor, desgaste y desgarro que los carburos. Esta resistencia al calor hace que las fresas de cerámica sean ideales para fresar piezas de superaleaciones. Para materiales duros, se requiere alto calor para que las cerámicas funcionen correctamente.

Stellite

Es un material de aleación no ferrosa hecho solo por rectificado o fundición. Contiene diferentes cantidades de cromo y cobalto. También podría contener tungsteno o molibdeno. Los filos de corte usando este material retienen su calidad incluso a temperaturas y velocidades extremadamente altas.

Los fabricantes unen dientes de stellite a un disco de acero en cortadores grandes; en cortadores más pequeños, usan stellite sólido. Los cortadores hechos con stellite son ideales para hacer fundiciones de motores de automóvil y otras piezas producidas en masa.

Consejos para seleccionar la fresa adecuada

Hay algunas cosas que debe tener en cuenta para seleccionar la fresa adecuada para su proyecto. Aquí hay algunos consejos que pueden ayudarle:

Tamaño y diámetro de la fresa

La profundidad y anchura de fresado determinan el tamaño de las herramientas de corte. Un aumento en anchura y profundidad antes del fresado significa un aumento en el tamaño de la fresa. Sin embargo, Φ16–Φ630 mm es el rango estándar de diámetro de fresa de índice.

Al fresar piezas con gran área superficial, la recomendación es usar fresas con diámetros menores. Idealmente, durante cualquier operación de fresado, el 70 % de los filos de corte de la fresa deben participar en el corte.

Otro factor que puede determinar el diámetro de la fresa es el diámetro del husillo de la herramienta de máquina. La recomendación para seleccionar el diámetro de una herramienta de fresado frontal es D = 1,5 d, donde d es el diámetro del husillo.

Además, al fresar agujeros, el tamaño de la herramienta también requiere gran atención porque si el diámetro de la fresa es demasiado grande o demasiado pequeño comparado con el agujero, podría causar daño a la pieza o herramienta.

Potencia de la fresa

Al seleccionar la fresa adecuada, los factores principales a considerar son la potencia de corte y el tamaño de procesamiento de la pieza. Por ejemplo, al seleccionar el diámetro de una herramienta de fresado frontal, el requisito de potencia de la herramienta debe estar dentro del rango de potencia de la herramienta de corte de la fresadora.

Además, para una fresa de extremo de diámetro pequeño, la revolución máxima de la máquina que cumple la velocidad de corte mínima de la herramienta (60 m/min) debería ser la consideración principal.

Selección del cuerpo de la herramienta de fresado

Al elegir una herramienta de fresado, el número de dientes en la herramienta es una consideración importante. Una herramienta de fresado de dientes densos puede tener 8 dientes con diámetro de 100 mm, mientras que una herramienta de dientes gruesos con el mismo diámetro tiene solo 6 dientes. Las herramientas de fresado de metal de dientes gruesos son ideales para mecanizado de desbaste debido a su gran canal de viruta, que reduce la fricción entre la pieza, el cuerpo del cortador y la propia viruta.

Además, es importante notar que la carga de corte por diente de una herramienta de dientes densos es menor que la de una herramienta de dientes gruesos a una velocidad de avance igual.

Selección de la plaquita de la herramienta de fresado

Usar una plaquita rectificada es la mejor opción para fresado de precisión. Este tipo de plaquita proporciona mayor precisión dimensional mientras aumenta la precisión de colocación del filo durante el fresado, permitiendo mejor rugosidad superficial y precisión de mecanizado. Sin embargo, es preferible utilizar una plaquita prensada para desbaste porque puede reducir el coste de procesamiento.

Además, usar plaquitas de carburo sin ángulos de ataque agudos reduciría la vida útil de la herramienta, especialmente con profundidades de corte pequeñas y avances pequeños.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre fresa de extremo y fresa frontal?

La diferencia principal es que las fresas de extremo usan tanto el extremo como los lados del cortador, mientras que el fresado frontal es para corte horizontal.

¿Cómo se usan las fresas de extremo?

Las fresas de extremo pueden hacer formas y agujeros específicos en una pieza durante procesos industriales como fresado, perfilado, contorneado, escariado, ranurado, avellanado y taladrado. Las fresas de extremo tienen dientes de corte en la cara y el borde del cuerpo. Funcionan muy bien para cortar diversos materiales en diferentes direcciones.

¿Cuál es la diferencia entre brocas y fresas?

Hay varias diferencias entre una fresa y una broca. Sin embargo, entender su función puede ser un indicador principal para separarlas con precisión. Una broca es la herramienta perfecta para hacer agujeros en una pieza, por lo que debe tener un ángulo de ápice para ayudar a orientarse, mientras que la fresa se usa para fresar el plano, por lo que no hay ángulo de ápice.

Además, la broca tiene una punta cónica para permitir la penetración de la punta, mientras que el fondo de una fresa es plano.