Con la popularidad de las máquinas herramienta CNC, la tecnología de fresado de roscas se utiliza cada vez más en la industria de la fabricación de maquinaria. El fresado de roscas es un proceso de tres ejes en una máquina herramienta CNC que emplea una fresa de roscar para realizar un fresado de interpolación helicoidal y formar roscas. La fresa realiza un movimiento circular en el plano horizontal y un movimiento lineal a lo largo del paso de rosca en el plano vertical. El fresado de roscas ofrece numerosas ventajas, como una alta eficiencia de procesamiento, una excelente calidad de rosca, gran versatilidad de la herramienta y una alta seguridad de procesamiento. Actualmente se utilizan muchos tipos de fresas de roscar. Este artículo analiza y presenta algunas de las fresas de roscar más comunes desde la perspectiva de sus características de aplicación, su estructura y la tecnología de procesamiento.
1. Fresa de roscar tipo abrazadera para máquina ordinaria
La fresa de roscar de sujeción es la herramienta más común y económica para el fresado de roscas. Su estructura es similar a la de la fresa de sujeción convencional. Consta de un portaherramientas reutilizable y una cuchilla fácilmente reemplazable. Para mecanizar roscas cónicas, se pueden utilizar portaherramientas y cuchillas especiales. Esta cuchilla cuenta con múltiples dientes de corte, lo que permite procesar varios dientes de rosca simultáneamente a lo largo de la espiral. Por ejemplo, una fresa con 5 dientes de 2 mm puede procesar 5 dientes de rosca con una profundidad de 10 mm a lo largo de la espiral. Para mejorar aún más la eficiencia, se puede utilizar una fresa de roscar de sujeción multihoja. Al aumentar el número de filos de corte, la velocidad de avance se incrementa significativamente, pero los errores de posicionamiento radial y axial entre las cuchillas afectan la precisión del roscado. Si la precisión del roscado con la fresa de sujeción multihoja no es satisfactoria, se puede optar por utilizar una sola cuchilla. Al seleccionar una fresa de roscar de sujeción, según factores como el diámetro y la profundidad de la rosca a mecanizar y el material de la pieza, conviene elegir un vástago de mayor diámetro (para mejorar la rigidez de la herramienta) y un material de cuchilla adecuado. La profundidad de roscado de la fresa de roscar de sujeción viene determinada por la profundidad de corte efectiva del portaherramientas. Dado que la longitud de la cuchilla es menor que la profundidad de corte efectiva de la barra portaherramientas, cuando la profundidad de la rosca a mecanizar es mayor que la longitud de la cuchilla, es necesario mecanizarla por capas.
2 Fresa de roscar integral ordinaria
Las fresas de roscar integrales están fabricadas principalmente con materiales de carburo sólido, y algunas también cuentan con recubrimiento. Su estructura compacta las hace idóneas para el mecanizado de roscas de diámetros medianos y pequeños; también existen fresas de roscar integrales para roscas cónicas. Este tipo de herramienta posee una gran rigidez, especialmente la fresa de roscar integral con ranura helicoidal, que reduce eficazmente la carga de corte y mejora la eficiencia del mecanizado al trabajar con materiales de alta dureza. El filo de corte de la fresa de roscar integral está cubierto con dientes de roscado, y el mecanizado completo de la rosca a lo largo de la espiral puede realizarse en una semana. A diferencia de las herramientas de sujeción, que requieren mecanizado por capas, su eficiencia es mayor, aunque su precio es relativamente elevado.
3. Fresa de roscar integral con función de achaflanado
La estructura de la fresa de roscar integral con función de achaflanado es similar a la de la fresa de roscar integral común, pero incorpora un filo de achaflanado especial en la raíz (o extremo) del filo de corte, que permite realizar el achaflanado del extremo de la rosca simultáneamente al mecanizado. Existen tres métodos para achaflanar. Cuando el diámetro de la herramienta es suficientemente grande, el filo de achaflanado se puede utilizar directamente para realizar el achaflanado. Este método se limita al achaflanado de agujeros roscados internos. Cuando el diámetro de la herramienta es pequeño, el filo de achaflanado se puede utilizar para realizar el achaflanado mediante un movimiento circular. Sin embargo, al utilizar el achaflanado en la raíz del filo de corte, es fundamental prestar atención a la holgura entre la parte cortante de la herramienta y la rosca para evitar interferencias. Si la profundidad de la rosca mecanizada es menor que la longitud de corte efectiva de la herramienta, esta no podrá realizar la función de achaflanado. Por lo tanto, al seleccionar la herramienta, asegúrese de que la longitud de corte efectiva y la profundidad de la rosca sean compatibles.
4 Fresa para taladrar y fresar roscas
La fresa de roscar y fresar está fabricada en metal duro integral, una herramienta de mecanizado de alta eficiencia para roscas internas de diámetros pequeños y medianos. Esta herramienta permite realizar el taladrado de agujeros roscados, el achaflanado y el mecanizado de roscas internas en una sola operación, reduciendo el número de herramientas necesarias. Sin embargo, presenta la desventaja de una versatilidad limitada y un precio relativamente elevado. La herramienta se compone de tres partes: la cabeza de taladrado, la parte central de fresado de roscas y el filo de achaflanado en la base del filo de corte. El diámetro de la parte taladrada corresponde al diámetro del fondo de la rosca que la herramienta puede mecanizar. Debido a esta limitación, una fresa de roscar y fresar solo puede mecanizar roscas internas de una especificación. Al seleccionar una fresa de roscar y fresar, se debe considerar no solo la especificación del agujero roscado a mecanizar, sino también la compatibilidad entre la longitud efectiva de mecanizado de la herramienta y la profundidad del agujero, ya que de lo contrario no se podrá realizar el achaflanado correctamente.
Fresa de barrena de 5 hilos
La fresa de roscar y barrena es una herramienta de metal duro integral para el mecanizado eficiente de roscas internas, capaz de realizar agujeros y roscas simultáneamente. Su extremo cuenta con un filo de corte similar al de una fresa de extremo. Debido al ángulo de hélice reducido de la rosca, durante el movimiento espiral de la herramienta, el filo de corte primero corta el material de la pieza para formar el agujero, y luego se mecaniza la rosca desde la parte posterior de la herramienta. Algunas fresas de roscar y barrena también incorporan un filo de chaflán, que permite realizar el chaflán del agujero al mismo tiempo. Esta herramienta ofrece una alta eficiencia de mecanizado y mayor versatilidad que las brocas de roscar y fresas convencionales. El rango de apertura de rosca interna que puede mecanizar es de D a 2D (donde D es el diámetro del cuerpo de la herramienta).
6. Fresa de roscar profunda
La fresa de roscado profundo es una fresa de roscado de un solo diente. Una fresa de roscado convencional tiene múltiples dientes en el filo. La superficie de contacto entre la herramienta y la pieza es grande, la fuerza de corte también lo es, y el diámetro de la herramienta debe ser menor que la abertura de la rosca al mecanizar roscas internas. Debido a que el diámetro del cuerpo de la fresa es limitado, lo que afecta su rigidez, y a que la fresa se fuerza en un lado al fresar roscas, es fácil que se rompa al fresar roscas profundas, lo que afecta la precisión del mecanizado. Por lo tanto, la profundidad de corte efectiva de las fresas de roscado convencionales es aproximadamente dos veces el diámetro del cuerpo de la fresa. El uso de fresas de roscado profundo de un solo diente permite superar estas limitaciones. Al reducirse la fuerza de corte, la profundidad de mecanizado de la rosca puede aumentar considerablemente, y la profundidad de corte efectiva de la herramienta puede alcanzar de tres a cuatro veces el diámetro del cuerpo de la herramienta.
7 Sistema de herramientas de fresado de roscas
La versatilidad y la eficiencia representan una contradicción importante en las fresas de roscar. Algunas herramientas multifuncionales (como las fresas de roscar y taladrar) ofrecen una alta eficiencia de mecanizado, pero poca versatilidad, mientras que las herramientas con buena versatilidad suelen ser poco eficientes. Para solucionar este problema, muchos fabricantes de herramientas han desarrollado sistemas modulares de fresado de roscar. El sistema generalmente consta de un portaherramientas, una fresa de avellanado y una fresa de roscar estándar. Se pueden seleccionar diferentes tipos de fresas de avellanado y fresas de roscar según los requisitos de mecanizado. Este sistema ofrece buena versatilidad y alta eficiencia de mecanizado, pero su coste es relativamente elevado.
Las funciones y características de varias herramientas de fresado de roscas de uso común se han descrito brevemente anteriormente. La refrigeración es fundamental en el fresado de roscas. Se recomienda utilizar máquinas herramienta y herramientas con refrigeración interna, ya que, a altas velocidades de rotación, el refrigerante externo no penetra fácilmente debido a la fuerza centrífuga. Además de la refrigeración interna, que permite una buena refrigeración de la herramienta, es importante considerar la alta presión del refrigerante para facilitar la evacuación de virutas en el mecanizado de roscas de agujeros ciegos. En particular, se requiere una mayor presión de refrigeración interna al mecanizar agujeros roscados internos de pequeño diámetro para garantizar una evacuación de virutas fluida. Asimismo, al seleccionar una herramienta de fresado de roscas, se deben tener en cuenta los requisitos específicos del proceso, como el lote de producción, el número de agujeros, el material de la pieza, la precisión de la rosca, las especificaciones dimensionales y otros factores, para elegir la herramienta adecuada.
Fecha de publicación: 30 de noviembre de 2021
