Fresadoras verticales: todo sobre sus tipos y aplicaciones en la industria 

Las fresadoras verticales son máquinas versátiles capaces de esculpir metal, plástico y otros materiales con una precisión asombrosa. En este artículo, exploraremos en detalle qué son las fresadoras verticales, cómo funcionan y las partes que las componen.

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Las fresadoras verticales son máquinas de ingeniería que se erigen como pilares de precisión en el ámbito de la manufactura. Estas herramientas de corte de alta precisión son indispensables en la industria, moldeando piezas metálicas y materiales sólidos con una exactitud asombrosa.

En este artículo, exploraremos el mundo de las fresadoras verticales, desvelando su esencia, funcionamiento y componentes fundamentales.

Introducción a las fresadoras verticales, ¿qué son?

Las fresadoras verticales son herramientas de precisión utilizadas para dar forma y fabricar mediante la eliminación de material, generalmente de piezas metálicas. Estas máquinas también pueden trabajar con plásticos y otros materiales, dependiendo de la herramienta y el material.

Las fresadoras pueden ser controladas manualmente, a través de un control numérico por computadora (CNC) o una combinación de ambos. La eliminación del material se realiza generalmente mediante un cortador rotativo ubicado en un husillo. Estas fresadoras ofrecen opciones de corte más sofisticadas y variables que una prensa de taladro, gracias a una mesa móvil y/o mordaza (ejes x e y) y movimiento vertical del husillo (eje z). Algunas fresadoras verticales también cuentan con una torreta rotativa para la cabeza de corte superior, lo que proporciona aún más opciones de mecanizado.

Las operaciones comunes que se pueden realizar en estas máquinas incluyen:

• Mecanizado: proporciona una superficie plana o punto en una pieza de trabajo.
• Ranurado o chaveteros: se pueden cortar ranuras, planos o chaveteros con el equipo adecuado.
• Perforación o taladrado: la fresadora vertical ofrece la posibilidad de indexar y mecanizar agujeros con orientaciones específicas.

Sin embargo, como con todas las herramientas de taller, las fresadoras verticales presentan varios riesgos. Es esencial estar atento a los peligros potenciales, como las partes rotativas, los objetos voladores o rotativos, y los objetos y componentes calientes. Además, es crucial asegurarse de que la pieza de trabajo esté adecuadamente sujeta a la mesa de la máquina y tener en cuenta las limitaciones de peso y tamaño de la pieza.

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Partes de una fresadora vertical

Las fresadoras verticales tienen la capacidad de realizar una variedad de operaciones, desde superficies planas hasta ranuras y muescas. Estas máquinas se componen de:

1. Base: Es la parte inferior de la máquina y sirve como soporte. Además, contiene el refrigerante necesario para el proceso de fresado.
2. Columna: Se encuentra montada sobre la base y su función principal es sostener la rodilla mediante guías. En la parte superior de la columna se encuentra el ram.
3. Sillín (Saddle): Está ubicado al frente de la columna y lleva la mesa, donde se coloca la pieza de trabajo.
4. Rodilla (Knee): Se encuentra debajo del sillín y su función es sostener la mesa. Su posición puede ajustarse según la operación que se esté realizando.
5. Mesa: Es la superficie donde se coloca y sujeta la pieza de trabajo. Puede realizar movimientos longitudinales.
6. Ram: Se ubica en la parte superior de la columna y permite ajustar el ángulo de corte.
7. Cabezal de Herramienta (Tool Head): Su función es sostener el portaherramientas, donde se fija la herramienta de corte.
8. Husillo (Spindle): Se encuentra en el cabezal y realiza movimientos rotativos gracias a los motores ubicados en la columna.

Las fresadoras verticales son esenciales en la industria debido a su versatilidad. Permiten realizar operaciones complejas, cortar la pieza de trabajo en cualquier dirección y trabajar de manera eficiente y precisa. Además, son capaces de manejar trabajos pesados y se utilizan para trabajar en superficies verticales, maquinar formas angulares, engranajes y chaveteros.

Principio de funcionamiento de una fresadora vertical

Una fresadora es una herramienta esencial en el mundo de la ingeniería mecánica. Esta máquina realiza operaciones de corte al alimentar una pieza de trabajo contra un cortador rotativo con uno o varios bordes de corte.

Esta herramienta es capaz de mecanizar superficies planas o curvas de diversas formas, logrando un buen acabado y precisión. Además de fresar, también puede utilizarse para operaciones como taladrado, ranurado, creación de perfiles circulares y corte de engranajes, siempre que se cuente con los accesorios adecuados.

¿Cómo funciona la fresadora vertical? Esta máquina cuenta con un principio de funcionamiento que consiste en que la pieza de trabajo se sujeta en la mesa de la máquina. El movimiento de esta mesa controla la alimentación de la pieza contra el cortador rotativo. Este cortador se monta en un husillo o mandril y gira a alta velocidad.

A excepción de su rotación, el cortador permanece estático. A medida que la pieza de trabajo avanza, los dientes del cortador eliminan el metal de la superficie de la pieza, produciendo la forma deseada.

Tipos de herramientas y cortadores utilizados en fresadoras verticales

Las fresadoras verticales emplean una variedad de herramientas y cortadores especializados para lograr resultados precisos, entre ellos están:

1. Fresas de extremo (End Mills):
   • Fresas de bola (Ball Mill Cutters): ideales para fresar superficies contorneadas debido a su superficie de corte redonda.
   • Fresas de extremo cuadrado (Square End Mills): usadas para fresado general, tienen un perfil de 90 grados.
   • Fresas de radio (Radius Endmills): con esquinas redondeadas, ideales para cortar un radio específico.
   • Fresas de subcorte (Undercutting Endmills): también conocidas como cortadoras de piruleta, son versátiles y adecuadas para mecanizar rebajes.
   • Fresas de redondeo (Rounding Endmills): diseñadas para fresar bordes redondos.
2. Fresa de Cara (Face Milling Tool): utilizada para fresar caras, tiene bordes de corte que cortan en una dirección horizontal.
3. Cortadores de ranura en T (T-Slot Cutters): ideales para cortar ranuras en forma de T en piezas.
4. Herramienta de corte de ranura de metal (Metal Slitting Saw Cutter Tool):
   • Fresas de ranura de metal lisas (Plain Metal-Slitting Cutters): con bordes de corte periféricos.
   • Fresas de ranura de metal con dientes laterales (Side Teeth Slitting Cutters): poseen dientes laterales y periféricos.
5. Cortadores voladores (Fly Cutters): usados para planear superficies con una o más herramientas rotativas de un solo punto.
6. Fresas de forma (Form Milling Cutters):
   • Fresa convexa (Convex Milling Cutter): diseñada para producir un semicírculo que se curva hacia adentro.
   • Fresas de redondeo de esquina (Corner Rounding Milling Cutters): facilitan el fresado de radio.

Materiales Utilizados para las Fresas:

Por otro lado, en el mundo de las fresadoras, los materiales utilizados para las fresas varían según sus propiedades y aplicaciones. El acero para herramientas de carbono es un material metálico que se destaca por ser económico y tener una buena maquinabilidad.

Así mismo, el acero de alta velocidad, conocido como HSS, es un acero al carbono que se mezcla con pequeñas cantidades de otros metales, lo que le otorga una mayor resistencia. En cuanto al carburo cementado y cermet, son reconocidos por ser extremadamente duros y por su resistencia a altas velocidades.

La cerámica, que es incluso más dura que el cermet, tiene la particularidad de ser resistente al calor. Finalmente, el Stellite es una aleación no ferrosa compuesta principalmente de cromo y cobalto.

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Uso de las fresadoras verticales en la industria

El uso de fresadoras verticales en la industria es fundamental y versátil, ya que estas máquinas ofrecen un alto grado de precisión y son ideales para proyectos a gran escala. Su aplicación se extiende a diversas industrias, desempeñando un papel esencial en la producción de componentes mecanizados CNC de calidad. Le contamos cuáles entran en la lista:

1. Industria militar: demanda estándares extremadamente rigurosos en cuanto al diseño y la fabricación de piezas. Las fresadoras verticales son altamente valoradas en este sector debido a su capacidad para garantizar la precisión y la exactitud necesarias. Estas máquinas son fundamentales para la producción de componentes que cumplen con las estrictas especificaciones militares.
2. Piezas curvas: la fabricación de estas piezas, como levas y hélices, representa un desafío para los métodos de mecanizado convencionales. Sin embargo, las fresadoras CNC verticales de varios ejes permiten la producción eficiente y precisa de estas piezas, lo que resulta esencial en industrias como la aeroespacial y la automotriz.
3. Industria electrónica: las fresadoras verticales desempeñan un papel crucial en la producción de componentes como placas base de computadoras y hardware complejo, incluyendo paneles y números. La alta precisión de estas máquinas garantiza la calidad y la funcionalidad de los productos electrónicos.
4. Piezas de formas irregulares: estas máquinas son especialmente útiles para la fabricación de piezas con diseños complejos y formas irregulares, como soportes o bases. Su capacidad de mecanizado automático facilita la producción de componentes altamente elaborados de manera eficiente.
5. Industria de alimentos y bebidas: también encuentran aplicación en esta industria para producir latas, tabletas y envases, contribuyendo a la fabricación eficiente de envases y utensilios utilizados en esta industria.
6. Industria aeroespacial: este sector demanda materiales de alta resistencia y precisión en la fabricación de sus componentes. Las fresadoras verticales, con sus capacidades de cinco ejes, son esenciales para cortar materiales como el Inconel, comúnmente utilizado en productos aeroespaciales. Estas máquinas son vitales en la producción de equipos de dirección, motores y accesorios a bordo de aeronaves.

Ventajas del fresado vertical

El fresado vertical ofrece una serie de ventajas sustanciales en comparación con otras técnicas, como el fresado horizontal. En primer lugar, se destaca por su mayor precisión y calidad de superficie en las piezas mecanizadas. Esta precisión es esencial en aplicaciones que requieren tolerancias estrictas y acabados superficiales de alta calidad.

Además, esta técnica tiende a experimentar un menor desgaste de la herramienta en comparación con el fresado horizontal. La disposición vertical de la herramienta permite una evacuación de virutas más eficiente, reduciendo así la fricción y el desgaste.

Otra ventaja importante es la versatilidad que ofrece en piezas de gran tamaño, ya que no está limitado por la longitud de la mesa de la máquina. Esto es crucial en la fabricación de componentes de maquinaria pesada y estructuras grandes.

El fresado vertical es ideal para mecanizar piezas prismáticas, como bloques y placas. Esto se debe a su capacidad para sujetar firmemente la pieza y realizar cortes precisos en múltiples lados sin necesidad de reposicionarla con frecuencia.

El control de virutas es otro aspecto destacado, ya que permite un mejor control de las virutas, disminuyendo el riesgo de obstrucción y garantizando una operación más fluida y segura.

En términos de eficiencia, el fresado vertical suele ser más rápido que el fresado horizontal en muchas aplicaciones, lo que se traduce en ahorros significativos en tiempo de producción y costos laborales, según datos recopilados.

Por último, el fresado vertical requiere menos espacio en el taller en comparación con el fresado horizontal, lo que es valioso en instalaciones con limitaciones de espacio.