Modelizacion de esfuerzos de corte

Dpto. de Ingeniería Mecánica
FABRICACIÓN ASISTIDA POR
ORDENADOR
Control Numérico
E.T.S.I. de Bilbao
Curso 2010-2011
Aitzol Lamikiz Mentxaka
Dpto. de Ingeniería Mecánica
FABRICACIÓN ASISTIDA POR
ORDENADOR
Control Numérico
Tema 05: Accionamientos Principales
Índice
1. Introducción
2. Accionamientos de husillo principal
3. Sistema de amarre portaherremientas
Dpto. de Ingeniería Mecánica
Introducción
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Prestaciones de los accionamientos de
motor principal
La necesidad de velocidades de corte más altas obliga a utilizar husillos más rápidos
que los convencionales y con mayores potencias. Además de esto se desea lograr:
• Potencia requerida tanto en trabajo continuo como en picos de sobrecarga.
• Máxima capacidad de carga tanto axial como radial.
• Diseño, tamaño y capacidad para soportar cambio automático de
herramientas.
• Posibilidad de refrigeración interna.
Estas características pueden parecer obvias, pero muchas de ellas son contradictorias
por lo que habrá que llegar a soluciones de compromiso.
Accionamiento principal
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Acoplamiento
directo
electrohusillo
tradicional
Husillos de transmisión por correas
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El husillo consta de un eje donde está tallado el cono para la sujeción de la
herramienta, apoyado en unos cojinetes. El motor es externo a este y esta unido
por unas correas.
VENTAJAS
+ Precio ajustado
+ Variedad de prestaciones
+ Precio ajustado
INCONVENIENTES
+ Velocidad máxima limitada
+ Rodamientos más solicitados
por las correas
Electrohusillo
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Este tipo de husillos llevan integrado el motor dentro del eje lo que permite un
diseño más compacto y alcanzar velocidades muy superiores.
VENTAJAS
DESVENTAJAS
+ Velocidad máxima muy alta.
+ Precio alto.
+ Facilidad de equilibrar el
+ Muy sensibles a impactos
conjunto.
+ Utilizado por la mayoría de las
máquinas de AV.
debidos a los rodamientos.
+ Necesidad de equipo lubricante.
Rodamientos
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Los electormandrinos, apoyan todo el eje, en el que se incluye el rotor del motor,
en rodamientos. Estos son los responsables de absorber las solicitaciones del
husillo, tanto axiales como radiales.
TIPOS DE RODAMIENTO
• De bolas.
• Cónicos.
• De bolas de contacto angular.
Todos ellos se montan en
acoplamientos en X, O o Tandem
CAPACIDAD DE
ABSORBER CARGAS
RADIALES Y AXIALES
Los más utilizados son:
Rodamientos híbridos
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VENTAJAS
+ Bajo peso ⇒ Fcentrifuga menor.
+ Ausencia de interacción entre
bola y pista.
+ Menor temperatura de trabajo.
+ Frec. Natural más elevada.
DESVENTAJAS
- Coste.
- Alta fragilidad ⇒ Mínima
resistencia a impactos.
Lubricación de los rodamientos
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Los rodamientos necesitan de un lubricante para su correcto funcionamiento.
Este lubricante suele ser grasa o aceite.
Lubricación por aceite
Lubricación por grasa
+ Bajo mantenimiento.
+ Pierde propiedades a 200ºC
+ Para altas velocidades
+ Suministrado de 2 formas
•Niebla de aceite
•Inyección de aceite (Oil Jet).
Otras consideraciones
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AISLAMIENTO
Es necesario aislar el husillo de
SUJECIÓN DE HERRAMIENTAS
+ El sistema de sujeción de herramientas
impurezas ya que cualquier partícula
va situado en el husillo de la máquina.
introducida entre elementos móviles
+ La opción es entre conos ISO o HSK ,
dañaría la superficie los elementos.
dependiendo de los parámetros de
proceso que se vayan a emplear.
Aire de
limpieza
Sistemas portaherramientas: HSK
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Norma HSK (Hollow
Kegel Shank)
Ejem: 50, HSK 63, 100
Superficie de Contacto 2
Superficie de Contacto 1
Pinza cónica
Pinza cilíndrica (3-5 micras)
Hidráulicos
Zunchado térmico (menos de 3
micras)
Sistemas portaherramientas: HSK
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6 tipos de HSK, pero solo uno en
ISO
•Shank types A Y C --PAR MODERADO ,MODERADA A ALTA RPM
•Shank types B y D --PAR ALTO,MODERADA A ALTA RPM
•Shank types E y F -- PAR BAJO, SUPER ALTA RPM
Sistemas portaherramientas: HSK
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A medida que crece la velocidad, las garras que atrapan el cono tienden a hacer
más fuerza, por lo que se garantiza la correcta unión entre cono y husillo aún a
altas velocidades.
Posición de
cono amarrado
Husillo
Garras de sujeción
Cono
Posición de cambio
de herramienta
Sistemas portaherramientas: ISO
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Sujeción mediante conos ISO: Su sujeción al husillo se basa en el
apoyo de la cara lateral del cono dentro de un cono tallado en el
husillo.
Sistemas portaherramientas: ISO
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Sujeción de la herramienta:
Pinza Mecánica
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Desalineamiento del sistema herramienta cono, se pueden lograr
valores por debajo de 8 μm si se utilizan pinzas de alta calidad.
Sujeción de la herramienta:
Conos Hidráulicos
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Este tipo de sujeción minimiza el
desalineamiento (2.7 μm a una
distancia de 2.5x∅hta) y soporta
fuerzas de corte elevadas.
Sujeción de la herramienta:
Amarre térmico
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En conos extralargos el desalineamiento puede ser
menor de 5 micras
Importancia del equilibrado
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La fuerza provocada debido al desequilibrio del cono como:
2
Fdeseq
V2
⎛ S ⎞
N]
=m
= mR ω 2 = U • ⎜
[
⎟
R
⎝ 9550 ⎠
Donde:
Fdeseq: Fuerza en N
U: Desequilibrio del sistema en g•mm
S: Velocidad de giro del husillo en RPM
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ISO (ISO 1940-1)
Por lo general es
suficiente utilizar
conos con G=6.3,
sin embargo puede
haber aplicaciones
para mecanizado a
muy alta velocidad
(UHSM) que se
recomienda emplear
valores de G=2.5.
En rectificado se
usa G0.4