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¿Qué es una Fresa de Punta Esférica?

Una fresa de punta esférica es una herramienta de corte utilizada en máquinas-herramienta. Su característica distintiva es su forma puntiaguda con una sección transversal en ángulo recto, a diferencia de las fresas de punta normal que tienen una forma plana. Sin embargo, cuando se utiliza una fresa de punta esférica, la sección transversal de la superficie de corte puede ser curva.

Esto permite la formación de superficies curvas de manera más libre y versátil, siempre que el radio de curvatura sea igual o mayor que el radio de la esfera de la fresa de punta esférica. Lo interesante es que esta operación se puede realizar sin la necesidad de utilizar centros de mecanizado de 5 ejes con un mecanismo para inclinar la herramienta de corte.

Usos de las Fresas de Punta Esférica

Dado que las fresas de punta esférica son adecuadas para cortar trabajos que formen superficies curvas, se utilizan para cortar secciones de filete para evitar que las piezas y los residuos se acumulen en las esquinas de la superficie inferior, o para cortar ranuras en forma de kamaboko como vías de flujo para líquidos.

Además, cortando con control numérico en una fresadora NC, etc. basándose en una forma diseñada con software CAD, se puede formar una superficie curva lisa, lo cual es difícil con las fresas de punta cuadrada ordinarias, siempre que el radio de curvatura sea mayor que el radio de la esfera de la fresa de punta esférica.

Principio de las Fresas de Punta Esférica

Las fresas de punta esférica son herramientas valiosas cuando se trata de cortar perfiles de superficies curvas utilizando máquinas herramienta de control numérico. Sin embargo, en comparación con las fresas cuadradas, presentan ciertas desventajas que vale la pena considerar.

Una de las principales desventajas de las fresas de punta esférica es su pequeña sección transversal del filo de corte, lo que las hace menos rígidas y más susceptibles a derrames. Debido a la curva sección transversal de la cuchilla, el diámetro de la herramienta varía significativamente en función de la posición de contacto con el material a cortar. Esto puede resultar en la aplicación de cargas excesivas en la punta de la fresa, especialmente dependiendo del nivel y la rugosidad de la superficie de la pieza, lo que aumenta el riesgo de derrames del filo.

Otras desventajas son la imposibilidad de mecanizar ángulos rectos en la superficie inferior y la escasa evacuación de las virutas de corte, por lo que las fresas de escuadrar son la mejor opción para el fresado frontal de uso general. La calidad de la superficie mecanizada varía mucho en función de la posición de contacto con el material a mecanizar, por lo que es necesario el uso de maquinaria de mecanizado con gran precisión de posicionamiento y el tratamiento de la superficie después del mecanizado si se quieren formar superficies curvas lisas.

Más Información sobre las Fresas de Punta Esférica

1. Formas de Utilizar las Fresas de Punta Esférica

Gracias a la forma redonda y esférica del filo de corte, las fresas de punta esférica pueden utilizarse para cortar cualquier forma, incluidas superficies planas, superficies laterales y superficies esféricas, así como para radiar esquinas utilizando el radio de la fresa de punta. Debido a la naturaleza esférica del filo de corte, el diámetro de la herramienta aumenta gradualmente desde la punta hacia el exterior y la velocidad de rotación también cambia.

Como el diámetro de la herramienta en la punta es cero, la velocidad de rotación sigue siendo cero independientemente de la velocidad a la que se gire la herramienta. Por lo tanto, el mecanizado sólo en la punta, donde la rotación es cero, no produce buenos resultados ni para la cuchilla ni para la pieza, como superficies sucias o bordes derramados. Para obtener buenos resultados de mecanizado con una fresa de punta esférica, es importante utilizar la mayor parte posible de la parte exterior de la cara de corte y hacer contacto con la pieza a una velocidad de rotación elevada.

En las máquinas de 5 ejes con ángulos de mesa y husillo libremente variables, la fresa o la mesa pueden inclinarse a cualquier ángulo para lograr una buena precisión. No es imposible mecanizar superficies planas con una fresa de punta esférica. Aunque lleva más tiempo que con una fresa, es posible mecanizar una superficie plana desplazándola la mitad (10 mm para 20 mm) del diámetro de la esfera y rellenando la superficie plana.

En este caso, la superficie será notablemente irregular y no estará limpia. Aunque se limita únicamente a aplicaciones de desbaste, una sola fresa de punta esférica puede utilizarse universalmente para todo tipo de aplicaciones, desde formas superficiales complejas hasta mecanizado de superficies planas con mecanizado lateral.

2. Fresas de Punta Esférica

Para las fresas de punta esférica de gran diámetro superior a 20 mm, existen tipos macizos y tipos con dos filos de corte extraíbles e intercambiables (plaquitas). Las plaquitas intercambiables no se pueden rectificar y volver a utilizar, como en el caso de las macizas.

Sin embargo, son fáciles de sustituir si se deteriora el filo, lo que resulta sencillo y reduce el tiempo necesario para cambiar las cuchillas. Según el tipo de punta, existen dos tipos: una para desbaste y otra para acabado, y para desbaste, una punta es simétrica en la parte superior e inferior.

En muchos casos, una punta puede utilizarse para dos operaciones de mecanizado si se le da la vuelta y se ajusta después de su uso. Las esferas para acabado son plaquitas de una sola pieza con forma de media luna y no se pueden volver a mecanizar volviendo a montar los filos de corte como en el caso del desbaste.

3. Máquinas Utilizadas con las Fresas de Punta Esférica

Los principales tipos de máquinas que se utilizan con las fresas de punta esférica son las fresadoras CNC de 3 ejes, las fresadoras CNC de 4 ejes y las fresadoras CNC de 5 ejes. Cada fresadora CNC lee los datos 3D creados por el software CAD/CAM y los procesa utilizando fresas de punta esférica.

La precisión del mecanizado puede ajustarse mediante el radio del filo de corte de la fresa de punta esférica, el número de revoluciones y la velocidad de progresión. Recientemente, también se han introducido máquinas con una función de corte de alta velocidad específicas para el mecanizado de alta velocidad.

Fresadoras CNC de 3 ejes
Las fresadoras CNC de 3 ejes se controlan mediante tres ejes (X, Y y Z) y son adecuadas para el fresado plano y el ranurado poco profundo.

Fresadoras CNC de 4 ejes
Las fresadoras CNC de 4 ejes tienen un eje giratorio además de los ejes X, Y y Z y son adecuadas para el mecanizado tridimensional y el grabado, ya que pueden girar durante el mecanizado.

Fresadoras CNC de 5 ejes
Las fresadoras CNC de 5 ejes tienen un eje basculante además de la fresadora CNC de 4 ejes y pueden mecanizar formas más complejas.