Accionamiento de fresadora:
El acci accion onam amie ient nto o es el conj conjun unto to de meca mecani nism smo o que que se empl emplea ea para para pone ponerr en movimiento las partes de trabajo de una máquina herramienta. Para el caso de la fresadora que consta de dos movimientos básicos, el principal es el de rotación del husillo de la fresa y el secundario es el accionamiento de avances, ambos se logran a través del accionamiento de la cadena cinemática de la f resadora.
La transmisión de movimiento desde el motor se efecta a través de una cadena cinemática compuesta por cajas de cambios. El movimiento de rotación del husillo puede tener distintas velocidades, el movimiento de avance y de penetración de la mesa y de los otros carros de la fresadora puede obtenerse manualmente o bien automáticamente aprovechando el motor de accionamiento principal. ! continuación se detallara la forma como las fresadoras "hori#ontal y vertical$ reali#an sus movimientos básicos a través de su cadena cinemática.
Imagen 12. Cadena cinemática, Fresadora Horizontal
Accionamiento de Fresadora Horizontal
%ecordemos que el mecanismo de una fresadora universal es similar al de una fresadora hori#ontal solo con la diferencia de la plataforma giratoria y el cabe#al divisor que serán e&plicados más adelante.
%otación del husillo' La fresa adquiere su giro de la siguiente forma' primero partiendo del motor de accionamiento, ubicado generalmente en la parte posterior de la fresadora, se genera la potencia requerida para el mecani#ado, cuyo valor puede oscilar desde ()* en las maquinas más peque+as hasta ( )* o incluso valores superiores en las máquinas de mayor tama+o. El eje motor dispone de una caja de velocidades que permite seleccionar su velocidad. El cambio de velocidades del husillo está situado en la parte superior de la columna de la máquina, el nmero de velocidades suministradas var-a segn la máquina. Por ejemplo tomemos el caso de una caja de cambios de una fresadora hori#ontal peque+a cuyo husillo puede girar con velocidades diferentes. La polea ! que recibe el movimiento del motor situado en la parte inferior de la columna transmite su movimiento al grupo / de tres ruedas dentadas que puede desli#ar a lo largo del árbol ranurado 0. 1obre el árbol intermedio 00 se encuentran, montadas fijas, las ruedas del grupo 2 que pueden engranar con las del grupo /, y dos ruedas del grupo 3 desli#ables a lo largo de un tramo ranurado del árbol que pueden engranar con las ruedas del grupo E, enclavadas sobre el husillo 4. El husillo sobredimensionado en la figura es hueco y va montado sobre cojinetes de rodamiento. En el interior del husillo se encuentra el tirante 5, que puede desli#arse a lo largo de aquel y gira conjuntamente con él, este tirante esta roscado en sus dos e&tremos y sirve para fijar mediante la tuerca 6, el árbol portafresas al cono 7 del husillo. El tipo de cambio descrito se llama monopolea, porque dispone de una sola polea y el resto lo constituyen engranajes.
Imagen: Caja de cambios de 6 velocidades
3espla#amiento de la mesa' El movimiento de avance y de penetración de la mesa y de los otros carros de la fresadora
puede
obtenerse
a
mano
"mecanismo
manual$
o
bien
automáticamente "mecanismo automático$, aprovechando el motor principal o un motor especial solo para este fin.
o
8ecanismo manual La penetración de la herramienta en la pie#a y el avance de esta se obtienen mediante el movimiento de tres carros que constituyen el grupo portapie#as' ménsula o carro vertical, carro transversal y mesa o carro superior. El movimiento de los tres carros se obtiene por medio del mecanismo tornillo9 tuerca. El movimiento para el caso del carro vertical E se transmite a lo largo de las gu-as verticales labradas en la columna de la máquina, accionada por el mando 3 de forma manual: el carro transversal / es accionado por el mando manual 2, esta se mueve hori#ontalmente a lo largo de las gu-as hori#ontales en el eje perpendicular al anterior: el carro superior ! es accionado por el mando 4 de manera manual y se mueve hori#ontalmente sobre el carro transversal / y perpendicular a los ejes anteriores, de esta forma los movimientos de los tres carros permiten cualquier posición
espacial de la pie#a pues comprenden los ejes coordenados ;<=, ;>= y ;?= del sistema cartesiano de referencia.
Imagen: Mecanismo manual de carros
o
8ecanismo automático En este caso el motor @ de los avances, adyacente a la caja de cambios A, transmite el movimiento a los carros ya sea a través de un cambio que proporciona (B velocidades de avance o ya sea directamente a través de una cadena P para los movimientos rápidos de la pie#a respecto a la fresa durante la fase de penetración. La transmisión se da as-' Cn árbol telescópico 0 con doble articulación cardan transmite el movimiento a la ménsula, se tienen tres inversores del movimiento rotativo "2, 4 y 5$, uno para cada carro, estos permiten reali#ar movimientos en los dos sentidos a cada carro. 2uando los dos engranajes cónicos enfrentados del inversor de un carro están desembragados, el carro puede moverse manualmente. En el interior de la mesa !, el inversor 2 pone en rotación, en los dos sentidos, una barra acanalada 3, de la misma longitud de la mesa. En el e&tremo de esta barra un par de engranajes cil-ndricos "no visibles en la
figura$ transmiten el movimiento rotativo de la barra al tornillo de traslación / de la mesa. El tornillo al atornillarse a la tuerca fijada al carro transversal E, se mueve longitudinalmente junto con la mesa. Es importante mencionar que no todas las fresadoras disponen del mecanismo
para
imprimir
avance
automático
a
los
tres
carros:
frecuentemente solo dispone de avance automático de la mesa, mientras que los otros dos carros se mueven manualmente. El caso detallado antes es para el caso de una transmisión a través del motor principal usando la articulación cardán pero también es posible que se genere estos movimientos con un motor independiente solo para los carros de la fresadora como en el caso de la fresadora 8DB que es detallada a continuación.
Imagen 1. Mecanismo de transmisi!n de movimiento automático. Fresadora Universal 6M82
En esta sección se mostrara a detalle el accionamiento de la fresadora 8DB, se trata de una fresadora universal, como ya se vio antes en los tipos de fresadora, la fresadora universal tiene casi la misma cadena cinemática que la hori#ontal. En la imagen se observan los distintos engranajes que posee el mecanismo indicando el nmero de dientes de cada uno en la etiqueta de ;#=.
Imagen: "s#uema cinemático de la Fresadora 6M$2. 1%&ase, 2%&ancada, '%Caja de velocidades, (%Contraso)orte, % Husillo, 6%Mesa, *%Consola, $% Caja de avances El movimiento principal de esta fresadora es la rotación de la fresa y se logra mediante el motor @ F)*, n(GG rpm que por la caja de velocidades transmite al husillo die# y ocho valores diferentes de la frecuencia de rotación. La ecuación de la cadena cinemática del movimiento principal para la frecuencia m-nima de rotación del husillo es'
nmin =1440.
27 16 1 7 14 53 38 46 69
rpm
El sentido de rotación del husillo se cambia mediante la inversión del motor. El accionamiento de la los avances se efecta mediante un motor independiente @ (.F)*, n(GB rpm. La caja de avances de la fresadora permite verificar la marcha mecánica de la mesa en las tres direcciones ya vistas "Longitudinal, transversal y vertical$. 3ie# y ocho avances longitudinales de la fresadora se obtienen segn el siguiente esquema' motor "@ (.F)*, n(GB rpm$, transmisión constante
bloque corredi#o triple
(
18 27 ,
26 27
36 ,
18
)
el segundo bloque triple
(
18
,
26 26
,
50 57 21
40 3 7
,
24 34
)
,
árbol H000. Partiendo de este, el móvil puede transmitirse al árbol 0< tanto directamente 40
con las ruedas
como mediante el desmutiplicador
40
(
13 18 45 40
adelante el movimiento se transmite segn el esquema' árbol 0<,
transmisiones
18 33
33 18 18 ,
,
,
37 16 18
,
,
40 40
28 35
)
. 8ás
árbol <,
husillo de tracción con paso de mm. Las carreras
transversales y verticales de la mesa se verifican de forma análoga, con otros dos husillos de tracción "
Imagen: "mbragues del árbol I+ de la resadora 6M$2. En la figura siguiente se muestran los acoplamientos del ltimo árbol 0< de la caja de avances de la fresadora. En la parte i#quierda del árbol está asentado el acoplamiento de seguridad de bolas ( con la corona dentada # G. El avance de trabajo se verifica al embragar el acoplamiento de garras F a su posición e&trema i#quierda, es decir cuando sus garras se conjugan con las del acoplamiento de seguridad de bolas. En tal caso, el movimiento se transmite desde la rueda dentada D "#G$ a la corona dentada del acoplamiento de seguridad y seguidamente, al de garras F que está asentado en el árbol 0< sobre una chaveta por la que puede despla#ar con total libertad. !l despla#ar a la derecha el acoplamiento F, sus garras se desunen de las de seguridad y por esta causa, el avance de trabajo cesa. 1i el despla#amiento del acoplamiento F a la derecha, continua, este embraga al acoplamiento de fricción y el árbol 0< recibe
rotación acelerada mediante la rueda I a través de la rueda G, la carcasa J del acoplamiento y las láminas de fricción B comprimidas.
Imagen: Mecanismo de cambio de los avances de la resadora 6M$2. -, &, C blo#ues de ruedas dentadas corredizos, /1 0 /2 /iscos de cambio, 1 limbo, 2 manubrio de cambio de los avances, ' ijador, ( disco, anillo de to)e. Accionamiento de Fresadora Vertical
! continuación se e&plicara la transmisión de movimiento en la fresadora vertical'
Helocidad de giro de la fresa' El grupo de cambios ! esta situado en la parte vertical de la columna 5, un árbol hori#ontal transmite el movimiento de rotación al árbol portafresas vertical 3, mediante un par de engranajes cónicos 4. El avance automático del husillo se obtiene mediante un cambio de velocidad aplicado al cabe#al 2. El movimiento rectil-neo de obtiene del propio husillo.
3espla#amiento de la mesa' El grupo de carros portapie#as es análogo a de las fresas hori#ontales antes visto, es decir las fresadoras verticales no disponen de la plataforma giratoria presente en las fresadoras universales. 5eneralmente se transmite el avance automático a los tres carros.
Imagen: Cadena cinemática, Fresadora ertical Accionamiento de Fresadora Universal
2omo se e&plicó antes el accionamiento de los movimientos básicos de la fresadora hori#ontal es similar al de la fresadora universal por lo que se e&plicará los mecanismos de los accesorios especiales de la fresadora universal como la plataforma giratoria, el cabe#al divisor y el cabe#al portafresas vertical.
Plataforma giratoria' La plataforma giratoria 3 está situada sobre el carro transversal E y gira alrededor de su eje vertical mediante un perno 6. En la figura se muestra una sección del grupo de los carros con los órganos que transmite el movimiento de avance de la mesa, tanto manual como automáticamente. 2on el manguito del embrague en su posición central, los dos pi+ones cónicos giran locos sobre el árbol acanalado y solamente puede efectuarse el avance a mano. 1egn el pi+ón que se embrague se tiene el avance automático en uno u otro sentido.
Imagen: Mecanismo de )lataorma giratoria. - Mesa seccionada, & ornillo de traslaci!n de la mesa, C &arra acanalada, F M3nsula o carro vertical, 4 5rbol )ara el movimiento automático, I uerca ijada a la )lataorma.
2abe#al 3ivisor Cniversal' El cabe#al divisor universal es un dispositivo constituido esencialmente por un par reductor tornillo sin fin K rueda helicoidal 89L. El tornillo sin fin recibe el movimiento del tornillo de mando "de traslación$ de la mesa a través de un cambio de velocidades por engranajes @, a su ve# la rueda helicoidal transmite el movimiento a un husillo sobre el que está enclavada, el cual pone en rotación a la pie#a P. ! cada despla#amiento longitudinal de la mesa corresponde un movimiento rotativo de la pie#a, que asume un despla#amiento helicoidal. En este caso la fresa labrará un surco helicoidal . El cabe#al divisor universal sirve precisamente para la construcción de brocas para taladradores, ruedas helicoidales, etc.
Imagen: Mecanismo de cabezal divisor montado en la mesa.
Imagen: Mecanismo de un cabezal divisor. 1 /isco divisor, 2 manivela, ' usillo de cabezal divisor, ( rueda de tornillo sin in, gorrones )ara asentar ruedas dentadas, 6 tornillos sin in, * sector corredizo
