Fresas de barril ¿Cómo se utilizan?

Las fresas tipo barril clásicas y ovaladas, y las lenticulares son herramientas muy eficientes para el mecanizado de superficies 3D. Sin embargo, durante mucho tiempo la complejidad de la programación CNC aplicada a fresas barril ha supuesto un factor limitador para integrar estas herramientas en los sectores industriales correspondientes.
El creciente uso de máquinas herramienta de 5 ejes y los últimos progresos del software CAM han cambiado esta situación exponencialmente.
A su vez, las empresas fabricantes de herramientas de corte han intensificado sus esfuerzos para desarrollar y fabricar fresas barril con diseños más avanzados para cubrir la creciente demanda de sus clientes.

Fresas de barril

Actualización y técnica de aplicación de las fresas de barril

En la actualidad, los avances del mecanizado con 5 ejes y de los sistemas CAM avanzados han ampliado significativamente los límites de aplicación de las fresas barril. A diferencia de las fresas para alto avance, las fresas barril no están diseñadas para desbaste, si no para el mecanizado de acabado y semi acabado de superficies 3D con baja extracción de material.

Fresas de barril frente a toroidales y esféricas

Tradicionalmente, las fresas esféricas y toroidales son las que realizan esas operaciones. Sin embargo, el arco de gran diámetro del filo de corte de la fresa tipo barril reduce sustancialmente la altura de la cresta generada entre pasadas en comparación con las fresas esféricas y toroidales. Este efecto mejora la calidad superficial al tiempo que reduce el número de pasadas.

Imagen del fabricante de herramientas Iscar comparación de fresa esférica con fresa de barril
Imagen del fabricante de herramientas Iscar comparación de fresa esférica con fresa de barril

Ventajas de las fresas de barril frente a toroidales y esféricas

  1. Aumento de la profundidad de corte de pasada hasta cinco veces mayor, manteniendo los parámetros de acabado superficial.
  2. Reducción drástica del tiempo de mecanizado.
  3. Aumento de la profundidad, prolonga la duración de la herramienta.
  4. Combinación de una punta semiesférica, con filos de corte periféricos de arco de gran diámetro. De esta manera da como resultado un “óvalo de corte multiusos” que permite utilizar una fresa barril como si fuera semiesférica.

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Video de la diferencia de tiempos en un mecanizado 3D utilizando una fresa de barril y una fresa esférica del fabricante Iscar

Geometría de las fresas de barril

Son fresas de metal duro integral cuyo filo de corte es un segmento de un arco de gran diámetro se lanzaron hace aproximadamente 25 años. Dado que la forma del filo de corte recuerda al perfil de un barril, pronto se empezaron a utilizar términos como “fresas de barril”, “fresas tipo barril” o simplemente “barriles” para referirse a ellas. La utilización de las fresas de barril se limitaba a unas pocas aplicaciones específicas, como el mecanizado de superficies 3D de complejos moldes y componentes de turbo motores.

la transformación del perfil del filo de corte principal en un segmento de un amplio arco genera otro óvalo de corte: un barril cónico.
En comparación con las fresas cónicas convencionales, los barriles cónicos teóricamente tienen un punto de contacto entre el filo de corte principal y la superficie mecanizada, que evita errores de precisión y daños a la forma producida. La forma cónica ayuda a reducir el voladizo de la herramienta, un factor importante en la mejora del rendimiento de la fresa.

Video de las fresas de barrill multi-master de cabeza intercambiable del fabricante Iscar

Aplicaciones de las fresas de barril

Las fresas barril y ovaladas se utilizan principalmente para el mecanizado de superficies laterales.
Si es necesario mecanizar un fondo con un perfil complejo, las fresas lenticulares son una buena solución. Estas herramientas tienen filos de corte de tipo barril en el extremo de su superficie para garantizar un fresado con amplias pasadas.

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las fresas barril se utilizan ampliamente en la fabricación de diferentes piezas con superficies geométricamente complejas. Los principales consumidores de las “fresas barril” son fabricantes de componentes de la industria aeronáutica, de moldes y matrices, médica y de turbinas y compresores.

Aun así, las nuevas tecnologías de fabricación (como la inyección de plásticos en moldes, la impresión 3D, la fundición de precisión y el forjado con estrechas tolerancias entre otras), las innovadoras máquinas herramienta y el sustancial aumento de la digitalización de la producción, aumentarán la necesidad de operaciones de acabado de superficies complejas con la mínima cantidad de material sobrante.

Actualmente la demanda de fresas  barril no es muy elevada, ya que están diseñadas para piezas muy específicas. Además, estas fresas requieren maquinaria Multi-ejes de tecnología punta y, muy importante, los sistemas CAM más avanzados. hyperMILL es uno de los software CAM que incorpora este tipo de fresado en su módulo MAXX Machining en mecanizado 3D, a continuación vamos a ver de cara al software CAM cómo trabajan estas fresas de barril.

Imagen de una fresa de barril del fabricante de herramientas Iscar
Imagen de una fresa de barril del fabricante de herramientas Iscar

hyperMILL – MAXX Machining para un acabado de alto rendimiento con el uso de fresas de barril

Las nuevas estrategias para el mecanizado de planos y de cualquier superficie con curvas continuas, así como de redondeos prismáticos, permiten un acabado de gran eficiencia. En combinación con fresas de barril cónicas se puede ahorrar hasta un 90 % del tiempo respecto a procedimientos convencionales. Los automatismos inteligentes consiguen asegurar la indexación y el acercamiento óptimos de la herramienta. Las zonas de difícil acceso se pueden mecanizar con facilidad.

Video de hyperMILL utilizando estrategias de acabado tangente al plano con fresas de barril

Mecanizado tangente al plano

Una potente estrategia especial para el mecanizado de superficies planas en áreas de paredes y fondos. El usuario tiene a su disposición dos tipos de mecanizado. El mecanizado indexado divide la superficie en varias zonas que se pueden mecanizar con distintas aproximaciones. Con el mecanizado simultáneo se mecaniza toda la superficie simultáneamente. La prevención de colisiones activa y la continua modificación de la orientación de la herramienta también permiten procesar con seguridad áreas de difícil acceso.

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Imagen de hyperMILL proceso de acabado tangente al plano
Imagen de hyperMILL proceso de acabado tangente al plano

Mecanizado tangencial

La mejor estrategia para un mecanizado perfecto en cualquier superficie con curvas continuas hyperMILL establece las trayectorias de herramienta de forma completamente automática para un eficiente mecanizado tanto de superficies individuales como múltiples. Los algoritmos inteligentes se encargan de que la herramienta se incline siempre óptimamente sobre el punto de contacto de la fresa. Esto garantiza un mecanizado seguro de toda la superficie y un aprovechamiento homogéneo del radio de corte.

Imagen de hyperMILL proceso de acabado tangente
Imagen de hyperMILL proceso de acabado tangente

Acabado de redondeos prismáticos

Un nuevo método para el mecanizado eficiente de redondeos. Los movimientos de herramienta de descenso y tracción permiten llevar a cabo avances extremadamente elevados. Las fresas de barril indexadas se utilizan como una fresa de gran avance. La estrategia calcula la indexación necesaria y el punto de contacto de la fresa de barril de forma automática. De esta forma se pueden conseguir transiciones de gran calidad entre distintas superficies.

Imagen de hyperMILL proceso de acabado en redondeo prismático
Imagen de hyperMILL proceso de acabado en redondeo prismático

Fresas de barril en general

Las herramientas en forma de barril emplean una sección de la circunferencia, lo que permite obtener radios muy grandes. La construcción compacta de la herramienta permite, por ejemplo, un radio de corte de 500 mm o más. Tienen diferentes formas: general, tangencial y cónica.

 

Imagen de hyperMILL comparación de una fresa esférica con una fresa de barril
Imagen de hyperMILL comparación de una fresa esférica con una fresa de barril
Imagen de hyperMILL diferentes puntos de contacto de fresas barril
Imagen de hyperMILL diferentes puntos de contacto de fresas barril

Resumen

Las fresas de barril son unas fresas muy interesantes, con un gran abanico de posibilidades y acortando el tiempo en mecanizados de superficies. Los fabricantes de herramientas, están en constante evolución buscando la mejora continua en los procesos de mecanizado. Estas fresas requieren de una programación CAM muy precisa ya que no todos los CAM disponen de este tipo de fresado. Entre los que disponen de este tipo de fresado entre ellos están: hyperMILL, NX de Siemens y Tebis

Mas información: Iscar Iberia  hyperMILL

 

 

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