FRESAS OVALES, LA NUEVA TENDENCIA EN FRESADO

Hace aproximadamente 25 años se introdujeron fresas con un filo que en realidad es el segmento de un arco de gran diámetro. Al principio, el uso de estas fresas en forma de barril se limitaba más o menos a unas pocas aplicaciones específicas, como el mecanizado de superficies 3D de matrices complejas y componentes de turbomáquinas. Sin embargo, los avances en el mecanizado de 5 ejes y en los sistemas CAM han ampliado significativamente los límites de las aplicaciones de las fresas ovales.

Al mismo tiempo, el principio de diseño de un filo que sea un segmento de un arco de gran diámetro se ha realizado con éxito en otros tipos de fresas: las herramientas para fresado de alto avance (HFM), también denominado “avance rápido”. (FF) fresado. El concepto proporciona una geometría de corte toroidal que asegura un mecanizado de desbaste productivo a velocidades de avance extremadamente altas debido al efecto de adelgazamiento de la viruta. A diferencia de las herramientas de fresado de alto avance, las fresas ovales  no están diseñadas para el desbaste sino para el mecanizado de acabado y semiacabado de superficies 3D con baja remoción de material

Tradicionalmente, las fresas de punta esférica y toroidales realizan estas operaciones de mecanizado. Sin embargo, el arco de gran diámetro del filo de la fresa oval da como resultado una reducción sustancial de la altura de la cúspide generada entre pasadas mecanizadas por una fresa esférica o toroidal. Otra ventaja de este tipo de filo frente a los cortadores de punta esférica y toroidales es un aumento significativo en la distancia entre pasadas, al menos cinco veces más grandes y  sin degradación de los parámetros de acabado superficial! (Fig. 1) Esto significa que el número de pasadas y, posteriormente, el tiempo de mecanizado se pueden reducir notablemente. El aumento de la distancia entre pasadas también mejora la vida útil de la herramienta y, por lo tanto, disminuye el costo de la herramienta por pieza.

La forma clásica oval de estas fresas ha sufrido algunos cambios para hacerlas más versátiles . La combinación de una punta esférica con bordes cortantes periféricos de arco grande crea un “óvalo de corte” multiusos, que facilita el uso de una fresa de barril como herramienta de fresado de punta esférica.

En las fresas cónicas, la transformación del perfil de un filo importante en un segmento de arco grande genera otro óvalo de corte: un óvalo  cónico. Cuando se compara con una fresa cónica común, el óvalo cónico proporciona teóricamente un contacto preciso entre el borde de corte principal y una superficie mecanizada que disminuye los errores de precisión y evita el re-trabajo  de la pieza terminada. La forma cónica también contribuye a reducir el voladizo de la herramienta, un factor importante para mejorar el rendimiento de la herramienta.

Las fresas ovales se utilizan principalmente para cortar superficies laterales. Si se necesita mecanizar una superficie inferior compleja, una fresa de forma lenticular ofrece una buena solución. Esta herramienta cuenta con bordes cortantes ovales en la superficie de su  extremo para garantizar el fresado con un gran avance por pasada.

Las fresas ovales (ovales clásicas o las ovales lenticulares ) proporcionan herramientas eficientes para el mecanizado de superficies 3D. Sin embargo, durante mucho tiempo, la complejidad de la programación CNC para la aplicación de fresas ovales  fue un factor limitante para la integración activa de estas prometedoras herramientas en las ramas apropiadas de la industria metalúrgica. El uso cada vez mayor de máquinas herramienta de 5 ejes y los últimos avances en software CAM han cambiado la situación drásticamente, y hoy vemos una utilización intensiva de fresas ovales en la fabricación de varias piezas con superficies geométricamente complejas. Los principales consumidores de estos “óvalos de corte” son los productores de componentes aeroespaciales, matrices y moldes, medicamentos, turbinas y compresores.

 

Las empresas fabricantes de herramientas de corte, a su vez, han redoblado sus esfuerzos para desarrollar y fabricar diseños más avanzados de fresas ovales  para satisfacer las crecientes demandas de los clientes. Algunos de los últimos productos de ISCAR, las fresas ovales de las familias SOLIDMILL y MULTI-MASTER, ofrecen buenos ejemplos de esta tendencia.

La ventaja de MULTI-MASTER

ISCAR ofrece fresas ovales y lenticulares en rangos de diámetro de 8 – 16 mm y .312 “- .500” (Fig. 2). Además de su disponibilidad en distintas opciones de metal duro, las nuevas fresas ovales son también fabricadas como cabezas de metal duro intercambiables con conexión roscada MULTI-MASTER. La distintiva característica de ser “Libre de Tiempo de Setup” de MULTI-MASTER , permite el reemplazo de una cabeza desgastada sin retirar la herramienta del husillo de la máquina y puede ser particularmente efectiva en aplicaciones que requieren herramientas ovales para fresado de acabado y semiacabado.

Otros factores a favor de la aplicación del concepto MULTI-MASTER en fresas ovales  son la viabilidad económica y la sustentabilidad. Debido a la forma complicada de sus filos de corte, una fresa oval está diseñada como una herramienta desechable: cuando se alcanza el límite de desgaste, toda la fresa de metal duro se convierte en un desperdicio. A diferencia de las herramientas sólidas, el diseño MULTI-MASTER proporciona una opción valiosa para el uso cuidadoso y rentable de materiales como el metal duro. Y, por supuesto, la amplia variedad de mangos, reductores y extensiones MULTI-MASTER disponibles permite un ensamblaje óptimo para cada necesidad.

En la actualidad, las fresas ovales no tienen una demanda increíblemente alta por parte de la industria metalúrgica; están pensados para piezas muy específicas y la aplicación eficaz de dichas fresas requiere máquinas de varios ejes y elevada ingeniería y  sobre todo requiere de sistemas CAM de vanguardia. Sin embargo, las tecnologías avanzadas de fabricación de piezas  tales como la fundición por inyección de metales,  la impresión 3D, la fundición de precisión y la forja de precisión, junto a las nuevas e innovadoras máquinas herramientas sumado al salto cualitativo en digitalización de la producción aumentarán las necesidades de mecanizado para la terminación de superficies complejas con un sobrematerial mínimo. Teniendo esto en cuenta, los especialistas de ISCAR estiman que el consumo de fresas ovales, aumentará exponencialmente en la  industria metalúrgica, y los fabricantes de herramientas de corte deben sin duda adaptarse a lo que evidentemente es una nueva tendencia industrial muy prometedora.

Más información: www.iscar.com.ar