Operaciones de Fresado: Tipos, Herramientas y Parámetros
El fresado no es una sola operación — es una familia de procesos de mecanizado que comparten el principio de la herramienta giratoria con múltiples filos. Planeado, cajeras, contornos, ranurado, roscado, taladrado con fresa — cada operación tiene su herramienta correcta, sus parámetros óptimos y su estrategia de mecanizado. Esta guía explica las operaciones de fresado más habituales y cómo ejecutarlas correctamente.
Planeado: generar superficies planas
El planeado es la operación de fresado más básica y más habitual — generar una superficie plana sobre la pieza. Se realiza con fresas de plaquitas de gran diámetro (fresas de planear, face mills) que barren la superficie con múltiples plaquitas. El objetivo es eliminar material rápidamente (desbaste) o producir un acabado superficial de alta planitud y calidad (acabado).
- Fresas de planear estándar — Ø50-200mm con plaquitas de carburo intercambiables. Para desbaste y semiacabado. Alta tasa de arranque de material.
- Fresas de acabado (wiper) — plaquitas con geometría especial que generan Ra 0,8-1,6 en una sola pasada. Para acabado final sin rectificado posterior en muchos casos.
- Parámetros de referencia para planeado en acero S235: Vc 200-300 m/min (carburo), fz 0,15-0,25mm/diente, ap 0,5-3mm según operación.
Cajeras y bolsillos: mecanizar cavidades
La cajera (pocket milling) es la operación de mecanizar una cavidad cerrada en la pieza — una cavidad rectangular, circular o de perfil libre. Es una de las operaciones más habituales en fabricación de moldes, utillaje y piezas estructurales.
Las estrategias de trayectoria más habituales en CAM:
- Espiral (offset) — la fresa avanza desde el perímetro hacia el centro o del centro hacia el perímetro en pasadas paralelas offset. La más eficiente para cajeras simples.
- Zigzag (raster) — trayectorias paralelas en un eje, como cortar el césped. Para cajeras muy grandes donde la espiral daría trayectorias demasiado largas.
- Trochoidal — movimiento circular continuo con avance. Permite usar mucha más profundidad de pasada con fresas de mango sólido. Para cajeras profundas en materiales difíciles.
Contornos exteriores
El fresado de contorno (profile milling) genera el perfil exterior de una pieza siguiendo una trayectoria programada. La fresa avanza tangencialmente al contorno, eliminando material en cada pasada hasta llegar a la cota final.
El parámetro más crítico es el radio de compensación de herramienta (tool radius compensation, TRC): la trayectoria programada es el perfil de la pieza, pero la fresa no puede seguir exactamente ese perfil — su centro debe desplazarse un radio de fresa hacia fuera. En CNC, la compensación G41/G42 hace este cálculo automáticamente.
Ranurado: chavetas, ranuras T y acanaladuras
El ranurado genera ranuras en la pieza — ranuras de chaveta, ranuras en T para mordazas, ranuras de ajuste y acanaladuras. Las herramientas principales:
- Fresa de mango de 2 filos — para ranurado en plena anchura (la fresa ocupa todo el ancho de la ranura). Corta con los filos laterales y el filo de fondo. Para ranuras de chaveta de precisión.
- Fresa de disco — en fresadora horizontal. Para ranuras profundas y largas con mayor par de corte y menor deflexión que la fresa de mango equivalente.
- Fresa en T (T-slot cutter) — para ranuras en T específicas para guías y mordazas. Se usa en dos pasadas: primero una ranura recta con fresa de mango, después la fresa en T amplía la base.
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Taladrado con fresa (interpolación helicoidal)
El taladrado por interpolación helicoidal (helical interpolation) usa una fresa de mango para generar agujeros circulares sin broca — la fresa avanza en espiral descendente mientras se desplaza en círculo. Permite crear agujeros de cualquier diámetro (incluso mayor que la fresa) en una sola operación sin cambiar de herramienta.
Ventajas frente al taladrado convencional: un solo tipo de herramienta para diferentes diámetros, mejor evacuación de viruta, apto para materiales donde el taladrado convencional es difícil (aluminio, titanio). Requiere fresadora CNC con interpolación circular + eje Z simultáneos.
Roscado con fresa de roscar
El roscado con fresa de roscar (thread milling) genera roscas interiores mediante una fresa de perfil de rosca que avanza en espiral en el agujero. A diferencia del macho de roscar, la fresa de roscar:
- Una sola fresa para múltiples diámetros del mismo paso
- Genera roscas en materiales muy duros donde el macho puede romperse
- Si la fresa se rompe, no queda atrapada en la pieza
- Permite roscar cerca del fondo de agujeros ciegos
Parámetros de fresado: Vc, fz, ap, ae
| Parámetro | Definición | Rango típico acero S235 + carburo |
|---|---|---|
| Vc (m/min) | Velocidad de corte periférica | 150-250 m/min (planeado) / 80-150 (cajeras) |
| fz (mm/diente) | Avance por diente | 0,10-0,25mm (semiacabado) / 0,03-0,08mm (acabado) |
| ap (mm) | Profundidad de pasada axial | 0,5-3mm (acabado) / 3-8mm (desbaste) |
| ae (mm o %D) | Anchura de pasada radial | 50-75%D (desbaste) / 10-30%D (acabado lateral) |
Las RPM se calculan a partir de Vc: RPM = (Vc × 1000) / (π × D) donde D es el diámetro de la fresa en mm.
Fresado concordante vs discordante
El fresado concordante (down milling o climb milling) y el fresado discordante (up milling o conventional milling) son dos formas de orientar la dirección de avance respecto al giro de la fresa:
- Concordante — la fresa avanza en el mismo sentido que el movimiento del filo. La viruta empieza gruesa y termina fina. Mejor acabado superficial, menor calor en la herramienta, menor fuerza de corte. Es la estrategia preferida en fresadoras CNC rígidas.
- Discordante — la fresa avanza en sentido contrario al movimiento del filo. La viruta empieza fina y termina gruesa. Mayor tendencia a levantar la pieza. Se usa en máquinas con holgura en los husillos de avance (fresadoras convencionales antiguas) donde el concordante podría producir tirones.
Conclusión
Las operaciones de fresado cubren desde el planeado más básico hasta el roscado de alta precisión con fresa de roscar. Cada operación tiene su herramienta óptima, su estrategia de trayectoria y sus parámetros de corte específicos. Dominar estas operaciones — saber qué fresa usar, qué velocidad, qué estrategia de trayectoria y qué sentido de fresado — es la base de cualquier programador CAM o fresador CNC competente.