El eje Rotativo es un dispositivo compuesto de un plato de torno de diámetro 35 mm controlado por un motor/driver de paso a paso. Su función es la misma de un plato divisor convencional con la diferencia de que está controlado por el CNC.
• La interpolación puede ser simultánea en los 4 ejes (XYZA)
• Rotación: 360 grados
• La interpolación puede ser simultánea en los 4 ejes (XYZA)
• Rotación: 360 grados
Procedimiento para el diseño del eje rotativo
El diseño del eje rotativo se realizó siguiendo los parámetros necesarios en dimensiones y materiales, para que pueda ser adaptado a la fresadora de control numérico de la Universidad Valle del Momboy, para ello se tomaron las medidas necesarias antes de proceder al diseño del eje rotativo.
Una vez tomadas las medias, se diseñaron cada uno de los componentes necesarios para la fabricación de un eje rotativo, el diseño se realizó en Auto CAD 2010, a continuación se muestran las diferentes partes que conforman el eje y sus dimensiones.
Foto Nº 40 Diseño en 3D
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| Fuente: Contreras (2014) |
Foto Nº 41 Diseño Auto CAD 2010 Mordazas de sujeción del mandril |
| Fuente: Contreras (2014) |
Foto Nº 42 Diseño Auto CAD 2010 Base del mandril  |
| Fuente: Contreras (2014) |
Foto Nº 43 Diseño en Auto CAD 2010 Base del centro punto
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| Fuente: Contreras (2014) |
Foto Nº 44 Diseño en Auto CAD 2010 Mandril del eje rotativo
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| Fuente: Contreras (2014) |
Foto Nº 45 Diseño en Auto CAD 2010 base eje rotativo (bancada)
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| Fuente: Contreras (2014) |
Fase de construcción
A continuación se presenta cada uno de los pasos a seguir para la elaboración del eje rotativo
Para la fabricación del eje rotativo se emplearon los siguientes componentes
Materiales para la elaboración del eje rotativo de la fresadora de control numérico CNC.
Para la fabricación del eje rotativo se emplearon los siguientes componentes
Materiales para la elaboración del eje rotativo de la fresadora de control numérico CNC.
Tabla Nº 2 Materiales para la elaboración del Eje Rotativo
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| Fuente: Contreras (2014) |
Mandril
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| Fuente: Contreras (2014) |
Mandril independiente de cuatro mordazas
En
este mandril, cada mordaza es operada de forma independiente por un tornillo
diferente. Debido a esto, pueden fijar materiales con formas cuadradas,
rectangulares, redondas e irregulares, usando dos o cuatro de las mordazas
disponibles. Sin embargo, debido a esto, el uso de este mandril puede ser un
proceso lento que requiere mucha práctica y la ayuda de un medidor indicador al
momento de centrar una pieza.
Corte y torneado del mandril
Paso 1
Corte de la barra de acero
Para la fabricación del mandril se utilizó una barra de acero al carbón de 35 milímetros de diámetro, y 150 milímetro de largo como se muestra en la figura.
Foto Nº 46 Reducción del diámetro de la barra |
| Fuente: Contreras (2014) |
Una vez cortada la barra a la mediada deseada, se procedió a reducir el diámetro, utilizando un torno paralelo con el cual se desbasto la barra en toda su longitud a un diámetro de 35 mm
Foto Nº 47 Vista final de la operación de refrendado de una cara |
| Fuente: Contreras (2014) |
Paso 3
Perforación del eje
Una vez reducido el diámetro del cilindro y rectificadas sus caras, se procedió perforar el centro con un orificio de 10 milímetros de diámetro, como se muestra en la image
Foto Nº 48 Resultado del mandril  |
| Fuente: Contreras (2014) |
Paso 4
Perforación lateral
La perforación por los costados del cilindro se realizó con un taladro de banco. Para ubicar los puntos se dividió el cilindro en cuatro partes para precisar cuatro puntos exactos, como se muestra en la figura.
Foto Nº 49 Realizándose la rosca con un pasamacho |
| Fuente: Contreras (2014) |
Paso 4
Canales de sujeción para las mordazas
Para realizar los surcos en el cilindro se utilizo la fresadora convencional, con la cara del D 35 hacia arriba, se fija con el mandril de torno y se procede a calibrar.
Foto Nº 50 Calibración de la pieza |
| Fuente: Contreras (2014) |
Con la ayuda de un calibrador se alineó el mandril para luego proceder con el uso de la fresadora, utilizando una fresa se comienza a desbastar los canales para las mordazas de sujeción, ya que este es un material duro, es necesario ir desbastando gradualmente hasta llegar al centro donde está el agujero de los prisioneros.
Foto Nº 51 Fresado de los canales de sujeción de las mordazas |
| Fuente: Contreras (2014) |
Foto Nº 52 Última pasada del canal de sujeción  |
| Fuente: Contreras (2014) |
Foto Nº 53 Vista del resultado del primer canal  |
| Fuente: Contreras (2014) |
Una vez terminada los canales de para las mordazas, con una broca la cual se modificó para que pudiera realizar surcos verticales dentro de las caras de los canales previamente realizados
Foto Nº 54 Fresado del surco con broca especial |
| Fuente: Contreras (2014) |
El resultado final del mandril después de realizarles los canales de las mordazas
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| Fuente: Contreras (2014) |
Una mordaza es una herramienta que mediante un mecanismo de husillo permite sujetar por fricción una pieza presionándola en forma continua.
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| Fuente: Contreras (2014) |
Fabricación de las Mordaza de sujeción
Para la fabricación de la mordaza se realizó en una fresadora con la barra de en posición horizontal, el mecanizado de las muecas se realiza por ambas caras de la pieza, primero de una lado y luego se dio vuelta para realizar el mismo procedimiento pos la otra cara de la barra
Paso 1
Paso 1
Corte de la barra de acero
Para la fabricación del muelas se Utilizó una barra de acero al carbón de 35 milímetros de diámetro, y 150 milímetro de largo.
Antes de realizar los canales, se hizo un desbaste por ambos lados para reducir el grosor de la barra como se muestra en la siguiente imagen.
Luego con la fresadora se comenzó a desbastar los surcos en ambas caras teniendo medidas y marcadas el sitio preciso para que luego puedan coincidir con los canales del mandril, es necesario tomar las medias antes de comenzar a trabajar el material en esta etapa.
A continuación se muestra en las imágenes 61 y 62 como se realizaron los surcos en cada cara de la barra
Una vez terminado el mecanizado de la barra por ambas caras, se desmonta y procede a cortar los extremos.
Con la ayuda de una regla se midió la barra y se segmento en cuatro partes, con segueta cortamos la barra a la medida de 1.7 cm cada una de ellas serán una mordaza
Utilizando un esmeril de banco se realizaron los perfiles de cada mordaza a un ángulo de 45º cada uno como se muestra continuación en las imágenes 63 y 64
Foto Nº 57 Barra de acero al carbón 2%
La barra previamente cortada se fijó a la fresadora con dos tornillos ubicados en los extremos de la barra para evitar que se moviera durante el mecanizado
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| Fuente: Contreras (2014) |
Figura Nº 59  |
| Fuente: Contreras (2014) |
A continuación se muestra en las imágenes 61 y 62 como se realizaron los surcos en cada cara de la barra
Figura Nº 61  |
| Fuente: Contreras (2014) |
Figura Nº 62  |
| Fuente: Contreras (2014) |
Con la ayuda de una regla se midió la barra y se segmento en cuatro partes, con segueta cortamos la barra a la medida de 1.7 cm cada una de ellas serán una mordaza
Utilizando un esmeril de banco se realizaron los perfiles de cada mordaza a un ángulo de 45º cada uno como se muestra continuación en las imágenes 63 y 64
Figura Nº 63  |
| Fuente: Contreras (2014) |
Figura Nº 64  |
| Fuente: Contreras (2014) |
Se prueban las mordazas y se verifican que estas calcen perfectamente en las ranuras de sujeción del mandril.
Figura Nº 65 Verificación del ensamble de mandril con mordazas |
| Fuente: Contreras (2014) |
A continuación se muestra el ensamble de las mordazas en el mandril, se realizan pruebas y se rectifican con la ayuda de una lima manual algunos detalles, comprobando así que calcen perfectamente en los canales del mandril.
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| Fuente: Contreras (2014) |
Base del Mandril
Base del Mandril
Fundición y fresado de la base
Paso 1
Fundición del aluminio
Para la fabricación de la base del mandril utilizaremos una barra de aluminio, para ello fue necesario realizar el procedimiento de fundición el cual se realizó utilizando el horno de fundiciones de la Universidad Valle del Momboy, utilizando piezas de aluminio como pistones, laminas perfiles, los cuales se vertieron en el crisol del horno a una temperatura de 1500 °C durante 20 minutos, transcurrido ese tiempo seprocedió al vertido del aluminio en un molde (Lingoteras) para obtener una barra solida de aluminio que luego se rectificara y dará forma para la fabricación de la base del mandril, del centro punto y la base del portaherramientas.
Fundición y fresado de la base
Paso 1
Fundición del aluminio
Para la fabricación de la base del mandril utilizaremos una barra de aluminio, para ello fue necesario realizar el procedimiento de fundición el cual se realizó utilizando el horno de fundiciones de la Universidad Valle del Momboy, utilizando piezas de aluminio como pistones, laminas perfiles, los cuales se vertieron en el crisol del horno a una temperatura de 1500 °C durante 20 minutos, transcurrido ese tiempo seprocedió al vertido del aluminio en un molde (Lingoteras) para obtener una barra solida de aluminio que luego se rectificara y dará forma para la fabricación de la base del mandril, del centro punto y la base del portaherramientas.
Figura Nº 67 Fundición de la barra del aluminio
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| Fuente: Contreras (2014) |
Paso 2
Fresado de la barra de aluminio
Para la fabricación de la base del mandril utilizaremos una fresadora convencional para desbastar la superficie irregular de barra de aluminio producto de la fundición, hasta reducirlo al tamaño deseado.
Para ello se fija la barra de aluminio con la prensa en la fresadora y se procede a desbastar como se muestra en la imagen Nº 66
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| Fuente: Contreras (2014) |
Paso 3
Fabricación de la canal del piñón
En esta operación se midió y marco la profundidad del canal, tomando como referencia el tamaño del piñón del eje del mandril y la distancia de este con el motor paso a paso, paso. Como se muestra a en la imagen Nº 69.
Fabricación de la canal del piñón
En esta operación se midió y marco la profundidad del canal, tomando como referencia el tamaño del piñón del eje del mandril y la distancia de este con el motor paso a paso, paso. Como se muestra a en la imagen Nº 69.
Figura Nº 69 Toma de la medida del canal del piñón |
| Fuente: Contreras (2014) |
Foto Nº 70 Fabricación del canal del piñón  |
| Fuente: Contreras (2014) |
Paso 4
Perforación del eje central
Para realizar el eje central en la barra de aluminio se utilizó un taladro de banco comenzando con una broca ½ hasta llegar a 3/16 como se muestra a continuación. En esta oportunidad se hizo uso de un alicate de presión para sujetar la pieza durante el taladrado.
Para realizar el eje central en la barra de aluminio se utilizó un taladro de banco comenzando con una broca ½ hasta llegar a 3/16 como se muestra a continuación. En esta oportunidad se hizo uso de un alicate de presión para sujetar la pieza durante el taladrado.
Figura Nº 71 Perforación del eje del mandril |
| Fuente: Contreras (2014) |
Paso 5
Guía de fijación a la base
Esta guía permitirá la fijación y alineación de la base del mandril con la base de todo el eje rotativo (bancada). Para esto nuevamente se dispuso utilizar la fresadora, se colocó la pieza volteada y se mecanizo dicha guía como se muestra en la figura
Guía de fijación a la base
Esta guía permitirá la fijación y alineación de la base del mandril con la base de todo el eje rotativo (bancada). Para esto nuevamente se dispuso utilizar la fresadora, se colocó la pieza volteada y se mecanizo dicha guía como se muestra en la figura
Foto
Nº 72 Fabricación de la guía de sujeción a la base |
| Fuente: Contreras (2014) |
Paso 6
Verificación de ajuste
Una vez realizada la guía, la base se montó en la
base del eje rotativo para verificar el ajuste de la misma, de igual manera se
hace con la base del centro punto.
Foto
Nº 73 Ensamble y verificación de ajuste del mandril y la
base |
| Fuente: Contreras (2014) |
Instalación del motor pasó a paso
Una vez terminada la base del mandril se instala en motor Unipolar, se mide haciendo coincidir el engranaje del eje del mandril con el del motor, se marca y perfora un orifico en la base para fijarlo con un tornillo.
Foto Nº 77 Eliminación de las rebabas
Una vez terminada la base del mandril se instala en motor Unipolar, se mide haciendo coincidir el engranaje del eje del mandril con el del motor, se marca y perfora un orifico en la base para fijarlo con un tornillo.
Foto Nº 74 Instalación del motor paso a paso
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| Fuente: Contreras (2014) |
Base del Centro punto
Para la fabricación del centro punto se siguieron el mismo procedimiento de fundición y mecanizado que se realizaron en la fabricación de la base del mandril, siguiendo las dimensiones del diseño.
En la siguiente imagen se muestra la pieza terminada.
Foto Nº 75 Base del centro punto terminada
Foto Nº 75 Base del centro punto terminada
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| Fuente: Contreras (2014) |
Para la base del eje rotativo se utilizó perfil (riel) de aluminio comercial, utilizado comúnmente para puertas y ventanas corredizas, este se ajusta a las necesidades y dimensiones del diseño del eje rotativo.
Solo fue necesario el cortarlo para adaptarlo a la media de la mesa de trabajo del CNC.
Utilizando la Fresadora, se realizaron tres perforaciones en el centro del perfil de aluminio, uno de ellos para fijar la base del mandril, y los otros dos como puntos de anclajes a la mesa de de trabajo del CNC como se muestra en las fotografías 76 y 77.
Solo fue necesario el cortarlo para adaptarlo a la media de la mesa de trabajo del CNC.
Utilizando la Fresadora, se realizaron tres perforaciones en el centro del perfil de aluminio, uno de ellos para fijar la base del mandril, y los otros dos como puntos de anclajes a la mesa de de trabajo del CNC como se muestra en las fotografías 76 y 77.
Foto Nº 76 Canales de fijación a la mesa de trabajo de la fresadora
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| Fuente: Contreras (2014) |
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| Fuente: Contreras (2014) |
Base del portaherramientas
Para la fabricación de la base del portaherramientas se siguió el mismo procedimiento de fundición y mecanizado que se utilizó en la fabricación de la base del mandril y del centro punto.
Para este caso se tomó las medidas de la guaya del DREMEL, para un calce y ajuste preciso que evite que la herramienta de corte se mueva durante su funcionamiento. En las siguientes imágenes se muestra como se fabricó la base portaherramientas.
Foto Nº 78 Corte y fresado de la barra de aluminio
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| Fuente: Contreras (2014) |
Foto
Nº 79 Fresado de la base del portaherramientas
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| Fuente: Contreras (2014) |
Foto Nº 80 Fresado de la base del portaherramientas
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| Fuente: Contreras (2014) |
Foto Nº 81 Montaje y prueba de la base del portaherramientas
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