Estructura y principales movimientos

Los movimientos de trabajo son:
Movimiento de corte, por rotación de la fresa.
Movimiento de avance, por desplazamiento rectilíneo de la pieza.
Movimiento de profundidad de pasada, por desplazamiento vertical de la pieza.

Componentes principales
La base: Es la base que sirve de apoyo a la máquina.


El cuerpo: Es el elemento estructural de la máquina que en forma de columna se apoya sobre la base llena en la parte frontal, las guías verticales por la que desliza la consola y contiene los mecanismos de accionamiento de la máquina. La consola que desliza sobre las guías sirve de soporte a la mesa. La mesa donde se fijan las piezas tiene su superficie ranurada y se apoya sobre los carros, uno de desplazamiento longitudinal y otro transversal.
El puente: Es una pieza colocada sobre la parte superior del cuerpo y soporta al cojinete o apoyo del eje de la herramienta. Y el eje de trabajo o de la herramienta está montado horizontalmente en la parte superior del cuerpo, sirve de apoyo y accionamiento a la fresa y recibe el movimiento de rotación del mecanismo de accionamiento alojado en el cuerpo de la fresadora.

Principales Operaciones

Operaciones que realiza la fresadora:
Planeado:
Se realiza con fresas cilíndricas o frontales.


Ranurado:
Se realiza con fresas de 3 cortes. (Recto, de forma y chaveteros)


Corte:
Se realiza con fresas sierra en forma de disco.
Perfilado:
Se emplean fresas de línea periférica adecuada al perfil que se desea obtener.

Fresado circular o contorneado:
Se utilizan fresas cilíndricas en posición vertical.
Fresado helicoidal.
Fresado de engranajes.
Taladrado. Escariado. Mandrilado. Mortajado.

Tipos de fresadoras

Por el numero de ejes

El numero de ejes en una fresadora es lo que determina las posibilidades de movimiento de la maquina herramienta. Así, a mayor número de ejes, mayores posibilidades de movimiento o mayor grados de libertad.
Es importante entender que, cuando se habla de ejes, se hace referencia a los ejes de un sistema cartesiano, (X, Y, Z,…).

En este sentido, pueden clasificarse las fresadoras, según el número de ejes, en tres tipos:

De tres ejes.

Se trata de fresadoras con posibilidad de movimiento horizontal, vertical y oblicuo, este último, como resultado de la combinación de movimientos entre mesa, ménsula y husillo.  Permiten un control sobre el movimiento relativo existente entre la máquina herramienta y la pieza, en cada uno de los tres ejes del sistema cartesiano.

De cuatro ejes.

Las fresadoras tipo cuatro ejes, cumplen todas las funciones descritas en el tipo anterior: movimiento relativo entre pieza y herramienta, en los tres ejes.
Añade la posibilidad de control de giro de la pieza, sobre uno de los ejes, gracias a un plato giratorio o mecanismo divisor. De esta forma, este tipo de fresadoras está especialmente indicado a la hora de generar superficies labrando sobre patrones cilíndricos. Tal es el caso del labrado de ejes estriados o engranajes, por ejemplo.

De cinco ejes.

Además de cumplir con todas las posibilidades de las descritas anteriormente; las fresadoras de cinco ejes cuentan con dos particularidades.
De una parte, permitir el control de giro de la pieza sobre dos de sus ejes. Uno de ellos perpendicular al husillo y el otro, paralelo (como en el caso de las de cuatro ejes, que se consigue por medio de un plato giratorio o mecanismo divisor).
De otra, permitir el giro de la pieza sobre un eje horizontal y que la herramienta pueda inclinarse alrededor de un eje, perpendicular al anterior.
Las fresadoras de este tipo son las utilizadas para trabajos que requieren, como resultado, formas de elevada complejidad.

Por la orientacion del eje de giro

Fresadora Manual.

La máquina Fresadora más sencilla es la operada manualmente.

Puede ser del tipo de columna y ménsula (también conocida como “de superficie”) o del de mesa montada en bancada fija (también conocida como “vertical de banco”).

Estas máquinas tienen un eje o husillo horizontal donde se monta la fresa. La mesa de trabajo permite los tres movimientos sobre el eje cartesiano. El avance de la pieza hacia la fresa se realiza manualmente, por medio de un tornillo vertical accionado por un volante o por medio de una leva o palanca. En algunos modelos, el tornillo viene provisto de un rodamiento de precisión, para que el traslado del cabezal sea más suave y compensado.

Las máquinas operadas a mano son usadas principalmente en trabajos de producción con operaciones simples, como corte de ranuras, pequeños cuñeros y acanalados.

Sin embargo, en algunos modelos de la fresadora vertical manual de banco, pueden utilizarse adaptadores para convertirla en alesadora horizontal de banco; con lo que las posibilidades de trabajo que puede ofrecer esta máquina herramienta, se amplían considerablemente.

Fresadora Simple.

Se trata de la más elemental, de la familia de las fresadoras, con movimiento automatizado. El husillo o eje portafresa va en horizontal. La mesa tiene un desplazamiento vertical que es accionado manualmente, mediante un tornillo. Sobre ésta, el carro describe un movimiento automatizado, paralelo al husillo.
Aunque la fresadora simple es una máquina destinada a propósitos muy generales; es posible utilizarla para trabajos de producción.

De construcción y manejo sencillos, es muy similar a la de tipo universal; aunque presenta una mayor robustez y se diferencia, principalmente, en el hecho de que el eje portafresa describe el giro horizontalmente.

Su uso es más ventajoso que el de las de tipo universal, cuando se trata de trabajos pesados. Además, en las fresadoras simples, el carro tiene una mayor longitud de guías, lo que les proporciona una mayor estabilidad (evitando además, el rápido desgaste de las guías, más común en los casos de guías cortas).
El control de los desplazamientos de la mesa se realiza mediante topes; aunque también las hay que permiten un control automático, mediante ciclos, por medio de volantes que controlan el movimiento longitudinal de la mesa.
Las fresadoras simples tienen tres movimientos: longitudinal, vertical y oblicuo.
Obtienen las distintas velocidades a través de una caja de velocidades situada en el cabezal de la máquina (antiguamente, esta necesidad era satisfecha mediante un cono con poleas).

Fresadora Universal.

En apariencia, muy similares a las fresadoras simples; las fresadoras universales se diferencian de aquellas en el hecho de que el carro gira alrededor de un eje vertical.
La fresa va en sentido horizontal, en el husillo.

Están diseñadas para obtener un alto grado de versatilidad y control, dando como resultado una buena productividad. Sin embargo, no son adecuadas para trabajos pesados porque sus guías son cortas. (Esto hace que el carro sea más inestable, en trabajos pesados, además de acelerar el desgaste, de forma convexa, de las guías).

La razón de que las guías sean cortas no es otra que permitir el giro de la máquina, al trabajar, sin rozar el cuerpo del operario.

Los movimientos de la pieza a labrar en las universales, se controlan combinando ménsula, carro portamesa y mesa. Este tipo de fresadoras posee un cuarto movimiento que le permite el giro horizontal. Sus características de giro hacen de la máquina herramienta una imprescindible en el corte de helicoidales tales como brocas, algunos engranajes, fresas, etc.

Pueden equiparse con una serie de añadiduras, un cabezal acoplado al husillo, que permiten el fresado vertical. Así pues, la fresadora universal puede trabajar tanto horizontal como verticalmente. Esto unido al dispositivo de mesa giratoria así como al resto de accesorios, provee a este tipo de fresadoras con la capacidad de convertirse en máquina para hacer otras herramientas.
En éstas y en las horizontales, el puente se desliza de atrás a delante y al revés, sobre guías. Este tipo de puente es conocido, entre los trabajadores del sector, como carnero.

Fresadora Horizontal.

Este tipo también tiene el eje porta fresa en horizontal, en el que se montan fresas cilíndricas. Dicho eje cuenta con un soporte exterior, para graduarse, junto al cabezal. Este soporte se apoya en dos lugares. Por un lado, sobre el mismo cabezal. (El cabezal es pues el encargado del desplazamiento vertical). Y por el otro, sobre el carnero (un rodamiento ubicado en el puente deslizante).

La mesa es una bancada fija, sobre la que se desliza un carro de gran longitud (muy similar a los de las máquinas de cepillado), en dos movimientos automáticos: transversal y longitudinal.

Para trabajos específicos, por ejemplo el labrado de ranuras paralelas, el husillo permite que se monte un tren de fresado, que no es otra cosa que una pieza que contiene varias fresas que trabajan en conjunción.

La fresadora horizontal está especialmente indicada para el labrado de ranuras o hendiduras, de muy distintas formas. La profundidad máxima de estas ranuras se calcula por la diferencia entre el radio exterior de los casquillos de separación, que sujetan el husillo, y el radio exterior de la fresa. Esto permite conocer, de antemano, si la máquina con la que queremos trabajar soporta las fresas que necesitamos para realizar las hendiduras, a las profundidas requeridas.

Fresadora Vertical.

En este tipo de fresadoras, el eje está orientado verticalmente, perpendicular a la mesa. Cuenta con la posibilidad de realizar un pequeño desplazamiento tipo axial, ideal para facilitar el labrado escalonado o en escalada.

Algunos tipos de fresadoras verticales cuentan con la posibilidad de adaptarles piezas giratorias o mesas de trabajo giratorias. Con estos añadidos, es posible el fresado continuo de piezas, en trabajos de baja producción, y el labrado de ranuras o hendiduras circulares.

Las fresas montadas en el husillo, giran sobre su eje. Son del tipo cilíndrico frontal.
Su cabezal es semejante al de las máquinas taladradoras.

En la forma de operar, las fresadoras verticales son similares a las máquinas perfiladoras o vaciadoras.
Tanto la mesa como el husillo pueden realizar un desplazamiento vertical; hecho que permite una mayor profundidad a la hora del corte.

La fresadora vertical también está indicada en el taladrado de agujeros a distancias medidas o precisas, gracias al ajuste micrométrico de la mesa.
Existen dos tipos de fresadoras verticales: las de banco fijo o bancada y las de torreta o consola.

Fresadora vertical de banco fijo o bancada.

Son de construcción robusta. El banco es una única pieza, fundida, rígida y de gran peso; encargado de soportar la mesa de trabajo.

En las fresadoras de banco fijo, la mesa se mueve de forma perpendicular, en relación al husillo. Éste, se mueve en paralelo, en relación a su propio eje. Mientras, el carro se desplaza transversal y longitudinalmente.
La clasificación de simplex, duplex y triplex; tiene que ver el número de cabezales con los que viene equipada la máquina.

En algunos modelos, el carro es giratorio, igual que el de las fresadoras universales.
Por la disposición de su eje, este tipo de fresadoras es adecuado para acanalar y hacer ranuras, de considerable profundidad; en trabajos de larga duración. Por sus características y posibilidades, es frecuente equiparlas con ciclos de mecanizado automáticos.

Fresadora vertical de torreta o consola.

La particularidad más interesante de este tipo de fresadoras, es que el husillo no se mueve durante el corte o labrado de la pieza.
La mesa posee movimiento longitudinal y perpendicular, en relación al husillo.

Fresadoras Especiales.

El único denominador común del grupo de fresadoras encerrado en este tipo es que, todas ellas, tienen características especiales.
Entre ellas, las formas constructivas varían en gran proporción. Ello es debido a las particularidades de los distintos procesos de fabricación para los que han sido pensadas.

Fresadora Circular.

Las fresadoras circulares admiten la posibilidad de trabajar con uno o varios cabezales verticales, de forma que cada uno pueda ejercer una función distinta, durante el proceso de fabricación.
Disponen de una gran mesa circular, giratoria, sobra la cual sucede el desplazamiento del carro portaherramientas.
Con este tipo especial de fresadoras, puede mecanizarse una pieza en un lado y montar y desmontar piezas, en el otro; al mismo tiempo.

Fresadora Copiadora.

Tal cual indica su nombre, este tipo especial de fresadoras está ideado para reproducir copias de un modelo, en las piezas a mecanizar. Con tal fin, disponen de dos mesas: una de trabajo, donde está sujeta la pieza a fresar, y la otra, auxiliar, sobre la que se sitúa el modelo a copiar.
El movimiento del eje, en las fresadoras copiadoras, ocurre en sentido horizontal, únicamente. El eje está situado perpendicular a la mesa, en un mecanismo similar al de un pantógrafo. Se le anexiona una pieza llamada palpador, que es la encargada de, precisamente, palpar el modelo a copiar. El palpador sigue el contorno del modelo a copiar y la herramienta portafresa copia el movimiento descrito por él, y va labrando la nueva pieza.
Este tipo de fresadoras está especialmente indicado para reproducir figuras, grabados o planos.

Algunos modelos de fresadoras copiadoras no disponen de mecanismos palpadores o de seguimiento, sino de una serie de sistemas electrónicos, electro-hidráulicos o hidráulicos.

Dentro del subgrupo de copiadoras puede encontrarse también, otro tipo de máquinas de gran tamaño, destinadas a la copia de piezas tridimensionales. Su uso está destinado a la elaboración de coquillas para fundiciones, matrices, etc.

Fresadora de Pórtico.

Las fresadoras especiales de pórtico, (también conocidas como de puente), tienen dos movimientos: vertical y transversal. La pieza a labrar posee, a su vez, movimiento longitudinal.
El eje o cabezal portaherramientas está situado, verticalmente, sobre una estructura formada por dos columnas, ubicadas a ambos lados de la mesa.

Su uso principal es la elaboración de piezas de grandes dimensiones, por ejemplo, coronas y tornillos sinfín, engranajes cilíndricos o helicoidales, o platos de transmisión a cadena.

En el subgrupo de las de pórtico, algunos modelos disponen además de un par de cabezales horizontales, situados uno a cada lado de la mesa, con desplazamiento vertical. Mientras que sus ejes describen un desplazamiento horizontal. Todo ello permite que este modelo describa un gran número de movimientos, lo que da una mayor libertad y un mayor número de posibilidades de labrado de piezas.

Fresadora de Puente Móvil.

Se denomina así al tipo especial de fresadoras en las que la mesa permanece inmóvil y el movimiento sucede en la herramienta, que se desplaza a lo largo de la pieza a mecanizar, por medio de una estructura similar a la de un puente grúa.
Su uso principal es el de la mecanización de piezas de gran tamaño, por ejemplo las destinadas a aeronáutica o algunos modelos para fundiciones.
Son ideales cuando la fuerza a ejercer, requerida, es poca. Para trabajar en largas distancias y a mucha altura.
En su contra, es importante saber que este tipo no cuenta con mucha flexibilidad, puesto que suelen tener un motor –o aún mejor, dos motores- de gran tamaño, destinado a mover el peso del puente grúa. Esto hace que tengan una gran robustez y ello se traduce en un mayor peso a desplazar.

Fresadoras para madera.

Las fresadoras de este tipo son máquinas portátiles que utilizan una herramienta rotativa para fresar superficies planas de madera. Estan preparadas para soportar un gran número de horas de trabajo en la madera o sus derivados.

Las fresadoras para madera se utilizan principalmente en labores de bricolaje y ebanistería. Pueden elaborarse cajeados (necesarios para alojar bisagras o cerraduras), ranurados (machimbrados o juntas de cola), perfiles (molduras, etc.), grabados en 3D y cortes de cualquier tipo.

Las herramientas de corte utilizadas en este tipo de fresadoras son fresas especialmente diseñadas para madera: con dientes mayores y más espaciados que los que tienen las fresas destinadas al mecanizado del metal.

Fresadoras CNC

Las fresadoras con control numérico por computadora (CNC) son un ejemplo de automatización programable. Se diseñaron para adaptar las variaciones en la configuración de productos. Su principal aplicación se centra en volúmenes de producción medios de piezas sencillas y en volúmenes de producción medios y bajos de piezas complejas, permitiendo realizar mecanizados de precisión con la facilidad que representa cambiar de un modelo de pieza a otra mediante la inserción del programa correspondiente y de las nuevas herramientas que se tengan que utilizar así como el sistema de sujeción de las piezas. Utilizando el control numérico, el equipo de procesado se controla a través de un programa que utiliza números, letras y otros símbolos, (por ejemplo los llamados códigos GM). Estos números, letras y símbolos, los cuales llegan a incluir &, %, $ y ” (comillas), están codificados en un formato apropiado para definir un programa de instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Cuando la tarea en cuestión varía se cambia el programa de instrucciones.

Herramientas de corte

La elección de la fresa dependerá del trabajo que tengamos que realizar. Las fresas pueden ser de un solo filo de acanaladura o de doble filo. Las de filo único son más rápidas rebajando la madera y con las de doble filo conseguimos unos acabados más finos y de más calidad. Existen fresas HSS o de carburo de tungsteno. Las fresas tratadas con carburo duran mucho más pero sólo se deben emplear para paneles derivados de la madera. Las HSS se destinan para el trabajo sobre maderas macizas (duras). Deben guardarse independientemente y sin golpearse entre sí para no estropear el filo.

Las fresas de punta recta (1) las utilizaremos para hacer ranuras anchas y profundas, según convenga. Nos vendrá muy bien para realizar guías de puertas correderas o como primer fresado si después hemos de realizar alguno más profundo u ancho. La de cola de milano (2) nos recortará la madera para hacer dichos ensamblajes. La que tiene forma de V (3) es ideal para rotular y tallar letras.

La denominada de media caña (4) es para ornamentos y conseguir un perfilado, por ejemplo: en marcos o puertas de ventanas. Con la fresa para encajes (5) rebajaremos la madera consiguiendo ensambladuras en ángulos y marcos de puertas. La utilizada para enrasar (6), como ya indica su nombre, es para enrasar madera contrachapada o recubierta de cualquier material. Así obtendremos una continuidad perfecta entre la madera y el material de recubrimiento.

La dedicada a biselar (7) se utiliza para conseguir un acabado decorativo de bordes (cantos a 45º). Con la fresa de cuarto bocel (8) conseguimos un resultado similar a la fresa de redondear, pero con un rebaje adicional en el borde. La emplearemos cuando queramos bordes decorativos. La de ranura o disco (9) es ideal para los cantos de tableros y para hacer uniones entre macho y hembra. Para conseguir acabados muy decorativos una buena opción es la fresa perfiladora (10), con ella conseguiremos una bonita moldura.

Existen muchísimos tipos de fresas según su forma y su tamaño. Para hacerse una idea de lo se puede hacer con ellas, le presentamos a continuación el programa completo de BOSCH de fresas profesionales:

Equipos auxiliares, accesorios y refrigerantes

Se requieren ciertos accesorios, como sujetadores para la pieza de trabajo, soportes y portaherramientas. Algunos accesorios comunes incluyen:

  • Plato de sujeción de garras
  • Centros
  • Perno de arrastre
  • Soporte fijo o luneta fija
  • Soporte móvil o luneta móvil
  • Poste portaherramientas revólver
  • Boquilla de mordazas convergentes

EMPLEO DE LIQUIDOS REFRIGERANTES DURANTE EL FRESADO.

Los líquidos lubricantes-refrigeradores se usan, principalmente, para la extracción del calor del instrumento cortante. Ellos hacen descender la temperatura en la zona de maquinado, con lo que elevan la resistencia de la herramienta, mejora la calidad de la superficie que se trata y protegen contra la corrosión la herramienta cortantes y la pieza bruta que se trabaja.

A los líquidos lubricantes- refrigerantes se presentan los siguientes requisitos: elevadas calidades refrigerantes y lubricantes, resistencia anticorrosiva, aseguramiento de correctas condiciones sanitarias e higiénicas de trabajo. Además dichos líquidos no deben deteriorar los recubrimientos de la laca y pintura de la máquina herramienta, en el proceso de trabajo no debe descomponerse en fases por separado, debe ser resistente a la contaminación bacteriológica, etc.

Normas de seguridad

• Los interruptores y demás mandos de puesta en marcha de las máquinas, se deben asegurar para que no sean accionados involuntariamente; las arrancadas involuntarias han producido muchos accidentes.

• Los engranajes, correas de transmisión, poleas, cardanes e incluso los ejes lisos que sobresalgan deben ser protegidos por cubiertas

• Conectar el equipo a tableros eléctricos que cuente con interruptor diferencial y la puesta a tierra correspondiente.

• Todas las operaciones de comprobación, medición, ajuste, etc, deben realizarse con la máquina parada.

• Los trabajadores deben utilizar anteojos de seguridad contra impactos, sobre todo cuando se mecanizan metales duros, frágiles o quebradizos, debido al peligro que representa para los ojos las virutas y fragmentos de la máquina pudieran salir proyectados.

• Manejar la máquina sin distraerse.

• Las virutas producidas durante el mecanizado nunca deben retirarse con la mano, ya que se pueden producir cortes y pinchazos.

• Las virutas secas se deben retirar con un cepillo o brocha adecuados, estando la máquina parada. Para virutas húmedas o aceitosas es mejor emplear una escobilla de goma.

• Se debe llevar la ropa de trabajo bien ajustada. Las mangas deben llevarse ceñidas a la muñeca.

• Se debe usar calzado de seguridad que proteja contra cortes y pinchazos, así como contra caídas de piezas pesadas.

• Es muy peligroso trabajar llevando anillos, relojes, pulseras, cadenas en el cuello, bufandas, corbatas o cualquier prenda que cuelgue.

• Asimismo es peligroso llevar cabellos largos y sueltos, que deben recogerse bajo gorro o prenda similar. Lo mismo la barba larga.

Durante el mecanizado, se deben mantener las manos alejadas de la herramienta que gira o se mueve. Aún paradas las fresas son herramientas cortantes. Al soltar o amarrar piezas se deben tomar precauciones contra los cortes que pueden producirse en manos y brazos.

Todas las operaciones de comprobación, ajuste, etc. deben realizarse con la máquina parada, especialmente las siguientes:

• Alejarse o abandonar el puesto de trabajo

• Sujetar la pieza a trabajar

• Medir o calibrar

• Comprobar el acabado

• Limpiar y engrasar

• Ajusta protecciones o realizar reparaciones

• Dirigir el chorro de líquido refrigerante.

Descripción

 

Fresar significa labrar la madera (u otro material) con ayuda de una fresadora. Una fresadora es una máquina eléctrica rotativa en la que se coloca la herramienta de corte (llamada fresa) y debido al movimiento giratorio que ésta adquiere y al movimiento longitudinal que le damos a la fresadora, va haciendo el labrado en la pieza a fresar.

 

Existen multitud de formas de fresas según la labra que queramos hacer. El fresado es un trabajo recomendable para bricoladores expertos pues aparte de su propia dificultad, la fresadora y las fresas, si se quiere una calidad aceptable, no son precisamente baratas y estas últimas requieren de constante mantenimiento (afilado).

 

Existen diversos tipos de fresadoras (de superficie, ranuradoras, engalletadoras, y universales). Nosotros vamos a tratar exclusivamente las fresadoras de superficie pues son las más versátiles y adecuadas para el aficionado. Con ellas podremos fresar desde ranuras, cantos y perfiles, hasta el fresado de orificios alargados y el fresado copiador con plantilla. Se pueden fresar los más diversos materiales: madera, MDF, metal, plástico, acrílico, y muchos otros.