Fresadora: diferència entre les revisions

Contingut suprimit Contingut afegit
m Elimino camp perque l\'agafi de Wikidata al ser igual.
Articles.
Línia 22:
La primera màquina de fresar es va construir en [[1818]] i va ser dissenyada pel nord-americà [[Eli Whitney]] amb la finalitat d'agilitzar la construcció de fusells en l'estat de [[Connecticut]]. Aquesta màquina es conserva en el ''Mechanical Engineering Museum'' de Yale.<ref>Aldabaldetrecu, Patxi (2007), [http://www.museo-maquina-eina.com/historia/Lehenengoko-erremintak/Fresatzeko-makinak Historia de les fresadores], Museu Màquina-Eina d'Elgóibar. Guipúscoa, Espanya [13-3-2008]</ref> En la dècada de [[1830]], l'empresa ''Gai & Silver'' va construir una fresadora que incorporava el mecanisme de regulació vertical i un suport per a l'eix portaeines.
 
En [[1848]] l'enginyer americà [[Frederick. W. Howe]] va dissenyar i va fabricar per a l'empresa ''Robbins & Lawrence'' la primera [[fresadora universal]] que incorporava un dispositiu de copiat de perfils. Per aquestes mateixes dates es va donar a conèixer la fresadora Lincoln, que incorporava un carner cilíndric regulable en sentit vertical. A mitjan [[segle XIX]] es va iniciar la construcció de fresadores verticals. Concretament, en elal museu [[Conservatoire National donis Arts et Métiers]] de [[París]], es conserva una fresadora vertical construïda en [[1857]].
 
La primera [[fresadora universal]] equipada amb plat divisor que permetia la fabricació ded' [[engranatge]]s rectes i helicoïdals va ser fabricada per [[Brown & Sharpe]] en [[1853]], per iniciativa i a instàncies de Frederick W. Howe, i va ser presentada en l'[[Exposició Universal de París de 1867]]. En [[1884]] l'empresa americana Cincinnati va construir una fresadora universal que incorporava un carner cilíndric posicionat axialment.
 
En [[1874]], el constructor francès de màquines-eina [[Pierre Philippe Huré]] va dissenyar una màquina de doble eix, vertical i horitzontal que es posicionaven mitjançant gir manual.
Línia 30:
En [[1894]] el francès [[R. Huré]] va dissenyar un capçal universal amb el qual es poden realitzar diferents mecanitzaciós amb variades posicions de l'eina. Aquest tipus de capçal, amb lleugeres modificacions, és un dels accessoris més utilitzats actualment en les fresadores universals.
 
En [[1938]] sorgeix la companyia Bridgeport Machines, Inc. en Bridgeport, Connecticut, la qual ena les dècades posteriors es fa famosa per les seves fresadores verticals de grandària petita i mitjà.<ref>[http://www.museo-maquina-eina.com/historia/Lehenengoko-erremintak/Fresatzeko-makinak Historia de la Fresadora] Museu màquina-eina d'Elgóibar. Espanya [22-4-2008]</ref>
 
=== Introducció del control numèric ===
 
=== Introducció del control numèric ===
 
El primer desenvolupament a l'àrea del [[control numèric per computadora]] (CNC) ho va realitzar l'inventor nord-americà [[Jonh Parsons|John T. Parsons]] ([[Detroit]] [[1913]]-[[2007]])<ref>National Inventors Hall of Fame Foundation (2007), [http://www.invent.org/hall_of_fame/118.html John T. Parsons] (en anglès), en ''invent.org''. [19-4-2008]</ref> juntament amb el seu empleat [[Frank L. Stulen]], en la dècada de 1940. El concepte de control numèric implicava l'ús de dades en un sistema de referència per definir les superfícies de contorn de les hèlixs d'un [[helicòpter]]. L'aplicació del control numèric abasta gran varietat de processos. Es divideixen les aplicacions en dues categories: les aplicacions amb [[màquina eina]], tals com [[Perforadora|trepat]], [[fresat]], [[laminatge]] o [[Torn|tornejat]]; i les aplicacions sense màquina eina, tals com el [[assemblatge]], [[traçat]], [[oxitall]], o [[Control de qualitat|metrologia]].
Línia 54:
== Tipus de fresadores ==
[[Fitxer:Tren de fresas.JPG|thumb|Tren de fresat.]]
Les fresadores poden classificar-se segons diversos aspectes, com l'orientació de l'eix de gir o el nombre d'eixos d'operació. A continuació, s'indiquen les classificacions més usuals.
 
=== Fresadores segons l'orientació de l'eina ===
Línia 67:
 
=== Fresadores especials ===
A més a més de les fresadores tradicionals, existeixen altres fresadores amb característiques especials que poden classificar-se en determinats grups. No obstant això, les formes constructives d'aquestes màquines varien substancialment d'unes a unes altres dins de cada grup, a causa de les necessitats de cada [[procés de fabricació]].
 
Les [[fresadora circular|fresadores circulars]] tenen una àmplia taula circular giratòria, per sobre de la qual es desplaça el carro portafreses, que pot tenir un o diversos capçals verticals, per exemple, un per a operacions de desbast i un altre per a operacions d'acabat. A més poden muntar-se i desmuntar-se peces en una part de la taula mentre es mecanitzen peces en l'altre costat.<ref name="Lasheras" />
Línia 80:
 
=== Fresadores segons el nombre d'eixos ===
 
 
Les fresadores poden classificar-se en funció del nombre de [[Graus de llibertat (enginyeria)|graus de llibertat]] que poden variar-se durant l'operació d'arrencada d'encenall.
 
Linha 151 ⟶ 149:
Els dispositius electrònics de control, des de la visualització de cotes fins al control numèric, permeten augmentar la [[productivitat]] i la [[precisió]] del procés productiu.
 
A més a més, una fresadora ha de tenir dispositius de seguretat, com a botons de parada d'emergència (col·loquialment coneguts com a ''bolets'' d'emergència), dispositiu de seguretat contra sobrecàrregues (que consisteix; bé en un [[embragatge]] automàtic que desacobla el moviment de l'eina quan s'aconsegueix un límit de [[fricció]] o es venç l'acció d'uns [[Moll elàstic|molls]]; o bé en un sistema electrònic) i pantalles de protecció contra la projecció d'encenalls o parts de la peça o l'eina de tall.
 
Un altre aspecte a tenir en compte és el pes de la màquina, que influeix en el transport de la mateixa i les necessitats de fonamentació de la nau perquè les vibracions estiguin controlades en nivells admissibles. Per a un bon funcionament de la màquina es requereix que les seves [[folgança]]s i imperfeccions dimensionals estiguin controlades i no excedeixin d'unes [[Tolerància de fabricació|toleràncies]] determinades, per a això es realitzen inspeccions periòdiques. Les guies dels components lliscants, com els carros de taula o el pont, habitualment són trapezoïdals o amb forma de [[cua d'oreneta]] per aquesta raó.<ref name=Ginjaume /> Les clavegueres d'accionament dels moviments lliscants són clavegueres de boles sense [[ajusti|joc]] per disminuir les forces de fregament i així alentir el creixement de les folgances.<ref name="Lasheras" />
Linha 185 ⟶ 183:
 
*Dispositius d'addició d'eixos: capçal multiangular (permet orientar l'eix del portafreses), divisor universal amb contrapunt i joc d'engranatgfes i taula circular divisora.
 
*Dispositius per a subjecció de peces: plat universal de 3 arpes amb contraplat; contrapunt i llunetes; mordassa giratòria graduada; mordassa hidràulica.
 
*Dispositius per a subjecció d'eines: eixos porta-freses llargs i curts, eix porta-pinces i joc de pinces.
 
*Dispositius per a operacions especials: aparell de mortassar giratori, capçal de mandrinar.
 
*Dispositius de control: visualització digital de cotes i palpadores de mesura.
 
Linha 235 ⟶ 237:
Existeixen dos tipus principals de dispositius de fixació: les brides i les mordasses, sent aquestes últimes les més usuals. Les [[mordassa (mecanisme)|mordasses]] empleades poden ser de base fixa o de base giratòria. Les mordasses de base giratòria estan muntades sobre un plat circular graduat. Mordasses poden ser d'accionament manual o d'accionament hidràulic. Les mordasses hidràuliques permeten automatitzar l'obertura i el tancament de les mateixes així com la pressió d'estrenyiment.<ref name="Millán Gómez">Millán Gómez, Simón (2006), [http://books.google.cat/books?aneu=PXLIf4R5fHMC&pg=PA181&dq=mordassa+hidr%C3%A1ulica&hl=és&sig=YgcqwZdybIBG8mu3YubPo1FccFA#PPA181,M1 Procediments de mecanització], Cengage Learning Editors, ISBN 84-9732-428-5</ref> Les taules circulars, els plats giratoris i els mecanismes divisors són elements que es col·loquen entre la taula de la màquina i la peça per aconseguir orientar la peça en angles mesurables.
 
A més a més, hi ha altres dispositius que faciliten el suport com a ranures en V per fixar rodons o plaques angulars per realitzar [[xamfrans]] i utillatges de disseny especial. En fixar una peça llarga amb un mecanisme divisor poden utilitzar-se un [[contrapunt (eina)|contrapunt]]. Per a la fixació de les peces i els dispositius que s'utilitzen, les taules disposen d'unes ranures en forma de T en les quals s'introdueixen els [[Caragol (enginyeria)|cargols]] que fixen els utillatges i dispositius utilitzats. També és possible utilitzar dispositius [[electromagnetisme|magnètics]] que utilitzen [[Imant (física)|imants]].
 
Les fresadores de control numèric poden equipar-se amb dues taules de treball, la qual cosa fa possible la càrrega i descàrrega de les peces al mateix temps que s'està mecanitzant una nova peça amb el consegüent estalvi de temps. La col·locació o el gir de la taula o dels seus accessoris a la posició de treball poden programar-se amb funcions específiques als programes de control numèric.
Linha 455 ⟶ 457:
*'''Fresat frontal'''. Consisteix en el fresat que es realitza amb freses helicoïdals cilíndriques que ataquen frontalment l'operació de fresat. En les fresadores de control numèric s'utilitzen cada vegada més freses de metall dur totalment integrals que permeten treballar a velocitats molt altes.
 
*'''Fresat d'engranatges'''. El fresat de d'[[engranatge]]s amb prou feines es realitza ja en fresadores universals mitjançant el plat divisor, sinó que es fan en màquines especials cridades [[talladora d'engranatges|talladoras d'engranatges]] i amb l'ús de freses especials del mòdul de dent adequada.
 
*'''[[Trepat]], [[escariat]] i [[mandrinat]]'''. Aquestes operacions es realitzen habitualment en les fresadores de control numèric dotades d'un magatzem d'eines i utilitzant les eines adequades per a cada cas.
Linha 501 ⟶ 503:
|}
 
Les vibracions excessives poden ser causades a més per fixacions incorrectes o poc rígides o perquè la peça es deforma quan incideix sobre ella cada dent de la fresa. A més a més, el fresat en oposició genera més vibracions que el fresat en concordança. Aquestes vibracions afecten a les toleràncies dimensionals i a les rugositates obtingudes, per la qual cosa l{{'}}''harmonia'' entre l'eina i el seu moviment de tall juntament amb la peça i màquina és essencial per maximitzar el millor [[acabat]]. Altres causes d'imperfeccions en les superfícies mecanitzades són les alteracions dels talls de tall, la falta de manteniment de la màquina i l'ús incorrecte dels utillatges.
 
== Paràmetres de tall del fresat ==
Linha 530 ⟶ 532:
En el fresat en concordança, les dents de la fresa inicien el tall de la peça amb el màxim espessor d'encenall, per la qual cosa es necessita major esforç de tall que en el fresat en oposició. Quan la fresa es retira de la peça, l'espessor de l'encenall és menor i per tant la pressió de treball és menor, produint així un millor acabat de la superfície mecanitzada. Aquest mètode de fresat requereix màquines de major potència i rigidesa. Aquest fresat afavoreix la subjecció de la peça perquè tendeix a estrènyer-la cap avall.<ref>Vila, Carlos (2007), [http://www.esid.uji.es/d/procfabdoc/procfabmedia/fresado%20Periferico.swf Procés de fresat perifèric. Fresat en concordança], Universitat Jaume I, Castelló, Espanya [18-4-2008]</ref>
 
En utilitzar eines els talls de les quals de tall permeten avançar el tall en adreça axial i en adreça radial, com en les freses de planejar o les ''ballarines'', en la majoria dels casos és recomanable que, quan la fresa està tallant, es realitzin prioritàriament els moviments d'avanç en l'adreça radial. Això és degut a causa que la geometria dels talls de tall, en la majoria dels casos, està dissenyada perquè es desgastin més lentament en avançar el tall en adreça radial. Tenint això en compte, els moviments d'aprofundiment amb aquestes eines es realitzen preferentment en buit, es limiten a una perforació inicial o aquesta perforació es realitza amb altres eines, per exemple [[broca]]s o [[trepanado|corones trepanadoras]]. No obstant això, quan s'utilitzen plaquetes rodones en freses de perfilar és indiferent l'adreça d'avanç.
 
=== Velocitat de tall ===
Linha 635 ⟶ 637:
En l'actualitat el fresat en sec de certs materials és completament viable quan s'utilitzen eines de metall dur, per això hi ha una tendència recent a efectuar els mecanitzaciós en sec sempre que la qualitat de l'eina ho permeti. La inquietud per l'eficiència en l'ús de refrigerants de tall es va despertar durant els [[anys 1990]], quan estudis realitzats en empreses de fabricació de components para [[automoció]] en [[Alemanya]] van posar en relleu el cost elevat del [[anàlisi del cicle de vida |cicle de vida]] del refrigerant, especialment en el seu reciclat.
 
No obstant això, el mecanització en sec no és adequat per a totes les aplicacions, especialment para [[trepat]]s, [[roscat]]s i [[mandrinat]]s per garantir l'evacuació dels encenalls, especialment si s'utilitzen freses d'[[acer ràpid]]. Tampoc és recomanable fresar en sec materials pastosos o massa tous com el [[alumini]] o el [[acer]] de baix contingut en carboni ja que és molt probable que els talls de tall s'embocin amb el material que tallen, formant-se un tall d'aportació que causa imperfeccions en l'acabat superficial, dispersions en les mesures de la peça i fins i tot trencaments dels talls de tall. En el cas de mecanitzar materials poc [[ductilitat|dúctils]] que tendeixen a formar encenall curt, com la [[fosa grisa]], la [[taladrina]] és beneficiosa com a agent netejador, evitant la formació de núvols tòxics ded' [[aerosol]]s. La taladrina és imprescindible en fresar materials abrasius com ell' [[acer inoxidable]].
 
En el fresat en sec la maquinària ha d'estar preparada per absorbir sense problemes la calor produïda en l'acció de tall. Per evitar excessos de [[temperatura]] pel sobrecalentamiento de clavegueres, eines i altres elements, solen incorporar-se circuits interns de refrigeració per oli o aire.
Linha 649 ⟶ 651:
 
Per reduir el cost de fresat i del mecanització en general s'ha actuat sota les bones pràctiques de manufactura, en els següents fronts:
 
*Aconseguir materials cada vegada millor mecanitzables, materials que una vegada mecanitzaciós en tou són endurits mitjançant tractaments tèrmics que milloren de forma molt sensible les seves prestacions mecàniques de [[duresa]] i [[tracció|resistència]] principalment.
 
*Aconseguir eines de mecanització de millor qualitat que permet augmentar de forma considerable les condicions tecnològiques del mecanització, tant la seva velocitat de tall com l'avanç de treball sense que es deteriorin els talls de tall de les eines.
 
*Construir fresadores més robustes, ràpides i precises que aconsegueixin reduir sensiblement el temps de mecanització així com aconseguir peces de major qualitat i [[tolerància de fabricació|toleràncies]] més estretes.
 
*Ajustar els paràmetres de tall a valors òptims de productivitat,<ref name="Productivitat" /> incloent moviments i talls d'entrada.
 
Linha 664 ⟶ 670:
Per als riscos de projecció de part o la totalitat de la peça o de l'eina, generalment per la seva ruptura, han d'utilitzar-se pantalles protectores i tancar les portes abans de l'operació.
 
Per als riscos de dermatitis i talls per la manipulació d'elements, han d'utilitzar-se guants de seguretat. A més a més, els líquids de tall han d'utilitzar-se únicament quan siguin necessaris.
 
A més a més, la pròpia màquina ha de disposar d'elements de seguretat, com enclavamientos que evitin l'engegada involuntària; botons de parada d'emergència de tipus bolet estant la resta de pulsadores encastats i situats fora de la zona de perill. És recomanable que els riscos siguin eliminats tan prop del seu lloc de generació i tan aviat com sigui possible, disposant d'un sistema d'aspiració a la zona de tall, pantalles de seguretat i una bona il·luminació. Aquestes màquines han d'estar en un lloc anivellat i net per evitar caigudes. En les màquines en les quals, una vegada preses les mesures de protecció possibles, persisteixi un risc residual, aquest ha d'estar adequadament senyalitzat mitjançant una [[Senyals de perill|senyalització normalitzada]].<ref>Marzal Sorolla, J. A. (2007), [http://www.sprl.upv.es/msherramientas3.htm Manual de Seguretat i Salut en operacions amb eines manuals, maquinària de taller i soldadura], Servei de Prevenció de Riscos Laborals de la Universitat Politècnica de València, Espanya [19-4-2008]</ref>
 
{| class="bellataula"
Linha 710 ⟶ 716:
Un preparador de fresadores és un [[qualificació professional|tècnic qualificat]] que s'encarrega de posar a punt aquestes màquines cada vegada que es produeix un canvi en les operacions a realitzar en el mecanització de peces. En les indústries on hi ha instal·lades diverses fresadores de gran producció o de control numèric, ha d'haver-hi un professional específic encarregat per a aquestes tasques, però quan la producció menor, són els propis encarregats de les operacions de la màquina els que preparen la màquina.<ref name="RD2066/1995" />
 
Una vegada que la fresadora ha estat preparada per a un treball determinat, el control posterior del treball de la màquina sol encarregar-se a una persona de menor preparació tècnica que només ha d'ocupar-se que la qualitat de les peces mecanitzades es vagi complint dins de les qualitats de [[tolerància de fabricació|tolerància]] i [[rugositat (mecànica)|rugositat]] exigides. De vegades, un operari és capaç d'atendre a diverses fresadores, si aquestes tenen automatitzats el sistema d'alimentació de peces mitjançant [[Autòmat programable|autòmats programables]].
 
Els fresadores de màquines convencionals són operaris qualificats que s'encarreguen de realitzar les operacions que intervenen en el procés de mecanització amb màquines eines convencionals i especialitzades, comprovant peces i acoblaments, emprant els equips, màquines i instruments de mesura i verificació necessaris, realitzant el manteniment de primer nivell i establint els processos de treball, introducció i ajust de paràmetres, seguint les instruccions indicades en els documents tècnics, en condicions d'autonomia, qualitat i seguretat.<ref>Ministeri de Treball i Seguretat Social (1996), [http://www.boe.es/g/es/bases_datos/doc.php?coleccion=iberlex&aneu=1996/01769 Reial decret 2065/1995, de 22 de desembre, pel qual s'estableix el certificat de professionalitat de l'ocupació de tornero fresador], [[BOE]] n.º 25 de 29-1-1996. [19-4-2008]</ref>