Componentes y accesorios principales

Los componentes principales que constituyen la fresadora son:

• Bancada: es una especie de cajón de fundición, de base reforzada y generalmente, rectangular. Por medio de la bancada se apoya la máquina en el suelo. Es el sostén de los demás órganos de la fresadora.

• Husillo principal: es uno de los elementos esenciales de la máquina, puesto que es el que sirve de soporte a la herramienta y le da movimiento. El husillo recibe el movimiento a través de la caja de velocidades.

• Mesa longitudinal: es el punto de apoyo de las piezas que van a ser trabajadas. Estas piezas se pueden montar directamente o por medio de accesorios de fijación. La mesa tiene agujeros en forma de T para alojar los tornillos de fijación.

• Carro transversal: es una pieza de fundición de forma rectangular, en cuya parte superior se desliza y gira la mesa en un plano horizontal. En la base inferior está ensamblado a la consola, sobre la que se desliza manualmente por medio de tuerca y tornillo, o automáticamente, por medio de cajas de avance. Se puede inmovilizar.

• Carro vertical o ménsula: sirve de apoyo a la mesa y sus mecanismos de accionamiento. Se desliza verticalmente en el bastidor a través de una guía por medio de un tornillo telescópico y una tuerca fija.

• Caja de velocidades del husillo: tiene una serie de engranajes que pueden acoplarse según diferentes relaciones de transmisión. Esto permite una extensa gama de velocidades del husillo principal. El accionamiento de esta caja es independiente del que efectúa la caja de avances.

• Caja de avances: es un mecanismo construido por una serie de engranajes ubicados en el interior del bastidor. Recibe el movimiento directamente del accionamiento principal de la máquina. Se pueden establecer diferentes velocidades de avance.

Figura 2.19 Componentes principales en la fresadora. 1. Bancada. 2. Columna. 3. Cabezal o husillo principal. 4. Carro longitudinal. 5. Carro transversal. 6. Carro vertical o ménsula. 7. Accionamiento

Los accesorios principales de los que dispone las fresadoras se pueden dividir de la siguiente forma:

• Dispositivos de adición de ejes: cabezal multiangular (permite orientar el eje del portaherramientas), divisor universal con contrapunto y juego de engranes y mesa circular divisora.

• Dispositivos para sujeción de piezas: mordaza giratoria graduada y mordaza hidráulica.

• Dispositivos para sujeción de herramientas: ejes porta-fresas largos y cortos, eje porta-pinzas y juego de pinzas.

• Dispositivos para operaciones especiales: aparato de mortajar giratorio, cabezal de mandrinar.

• Dispositivos de control: visualización digital de cotas y palpadores de medida.

La sujeción de las herramientas es la condición previa más importante para realizar un fresado correcto es que la fresa esté bien sujeta. Para fijar y sujetar la fresa se necesitan herramientas especiales tales como husillos porta-fresa pasantes con anillos, husillos enchufables, los así llamados mandriles en voladizo (Figura 2.20) y mandriles de sujeción (Figura 2.21).

Figura 2.20 Husillo enchufable o de voladizo.

Figura 2.21 Mandril de sujeción.

Estas herramientas de sujeción tienen como Morse normalizados o conos ISO. Los conos ajustan en los conos de alojamiento que llevan los husillos porta-fresa. Un perno de apriete lleva la herramienta de sujeción al cono interior de la máquina sujetándola e impidiendo un aflojamiento no previsto. La posición deseada de la fresa respecto a la pieza se obtiene anillos intermedios.

La fresa es arrastrada mediante chavetas de guía y más raramente, en el caso de fresas de gran rendimiento fuertemente solicitadas, mediante chavetas transversales. El husillo, o árbol, porta-fresa se apoya en un contrasoporte para absorber la fuerza de corte y para evitar la flexión.

Los soportes deben estar tan próximos a la fresa como sea posible. Las superficies de los anillos intermedios y las de los útiles tienen que ser exactamente paralelas y normales al taladro, pues de lo contrario se deformaría el husillo al proceder al fresado.

Allí donde las herramientas han de ser recambiadas muy frecuentemente se utilizan mandriles porta-fresa de cambio rápido en vez de los aparatos normales de sujeción. Constan de un cuerpo fundamental que permanece en la máquina y de las distintas piezas portaútil, que pueden ser cambiadas rápidamente.

Los dispositivos de sujeción de la pieza se utilizan para conseguir una correcta fijación de las piezas en la mesa de trabajo de una fresadora. El sistema de sujeción que se adopte debe permitir que la carga y la descarga de las piezas en la mesa de trabajo sean rápidas y precisas, garantizar la repetitividad de las posiciones de las piezas y su amarre con una rigidez suficiente. Además, el sistema de sujeción empleado debe garantizar que la herramienta de corte pueda realizar los recorridos durante las operaciones de corte sin colisionar con ningún utillaje.

Existen dos tipos principales de dispositivos de fijación: las bridas de apriete y las mordazas, siendo estas últimas las más usuales. Las mordazas empleadas pueden ser de base fija o de base giratoria. Las mordazas de base giratoria están montadas sobre un plato circular graduado. Mordazas pueden ser de accionamiento manual o de accionamiento hidráulico. Las mordazas hidráulicas permiten automatizar la apertura y el cierre de las mismas así como la presión de apriete. Las mesas circulares, los platos giratorios y los mecanismos divisores son elementos que se colocan entre la mesa de la máquina y la pieza para lograr orientar la pieza en ángulos medibles.

Además, hay otros dispositivos que facilitan el apoyo como ranuras en V para fijar redondos o placas angulares para realizar chaflanes y utillajes de diseño especial. Al fijar una pieza larga con un mecanismo divisor pueden utilizarse un contrapunto y lunetas. Para la fijación de las piezas y los dispositivos que se utilizan, las mesas disponen de unas ranuras en forma de T en las cuales se introducen los tornillos

que fijan los utillajes y dispositivos utilizados. También es posible utilizar dispositivos magnéticos que utilizan imanes.

Disponemos de cuatro posibilidades para la sujeción de la pieza, estas son:

1. Sujeción mediante tornillo de maquina o mordazas: donde las piezas se sujeta por presión, mediante un accionamiento mecánico, neumático o hidráulico. Estas mordazas pueden ser sencillas, giratorias o universales.

Figura 2.22 mordaza simple.

2. Sujeción por cabezales divisores: el cabezal divisor se necesita para la fabricación de piezas en las que hay que realizar trabajos de fresado según determinadas divisiones (ruedas dentadas, cuadrados y hexágonos, árboles de chavetas múltiples, fresas, escariadores). Con su ayuda también es posible fresar ranuras en espiral.

El cabezal divisor (aparato divisor universal) (Figura 2.23) consta de la carcasa en que va soportado el husillo del cabezal divisor. Este husillo sirve para alojar el montaje de sujeción. Las piezas a trabajar pueden sujetarse en voladizo o entre puntos. El disco divisor va fijado sobre el husillo del cabezal. En el aparato divisor también existe un mecanismo de tornillo sin fin necesario para la división indirecta, así como un dispositivo para la división diferencial y para el fresado de ranuras helicoidales.

Figura 2.23 Cabezal divisor. A. cabezal divisor vertical. B. cabezal divisor horizontal.

En estos trabajos cabe distinguir la división sencilla o directa, la división indirecta y la división de compensación o división diferencial.

• División sencilla (directa): en el procedimiento de división directa no están engranados el tornillo sin fin y la rueda helicoidal. El engrane se obtiene en virtud del giro de un cojinete rotativo excéntricamente en que va soportado el tornillo sin fin. La división se produce en un disco divisor que generalmente tiene 24 agujeros o muescas (entalladuras) pero algunas veces también 16, 36, 42 ó 60.

El disco divisor en el que encaja un punzón divisor, está fijado al husillo del cabezal. En cada paso de división, el disco divisor y con él la pieza girada en las correspondientes distancias entre agujeros. No pueden obtenerse más divisiones que las que permiten, sin resto, el número de agujeros o muescas del plato divisor. De este modo pueden realizarse divisiones son dispositivos sencillos, que generalmente poseen discos recambiables. Mediante la división directa se opera más rápidamente que con los otros procedimientos.

• División indirecta: en la división indirecta el husillo del cabezal divisor es accionado a través de un tornillo sin fin y una rueda helicoidal. La relación de transmisión del mecanismo de tornillo sin fin es 40: 1, es decir que 40 revoluciones de la manivela divisora suponen una revolución del husillo del cabezal divisor. Si, por ejemplo, se quiere tener una división decimal, para cada paso parcial serán necesarias 40: 10 = 4 vueltas de la manivela divisora. Para 32 divisiones, por ejemplo, se necesitarán 40: 32 = 1 8/32 = 1 ¼ revoluciones. Para poder realizar el ¼ de revolución, hará falta un disco de agujeros con una circunferencia de agujeros cuyo número sea divisible por 4.

Los discos de agujeros (Figura 2.24) son recambiables. Tienen por lo general de seis a ocho circunferencias concéntricas de agujeros con diferentes números de agujeros. Dentro de cada circunferencia las distancias entre agujeros son iguales. La división se facilita mediante la utilización de la tijera de dividir. Se ahorra uno el tiempo perdido en el engorroso recuento de agujeros, expuesto además a equivocaciones. Entre ambos brazos de la tijera siempre tiene que haber un agujero más que el número de espacios entre ellos que se había calculado. Para evitar errores en la división hay que tener cuidado al seguir dividiendo, de que la manivela gire siempre por error, habrá que retroceder suficientemente la manivela para eliminar la acción del recorrido muerto, y entonces volver a girar hacia delante.

• División diferencial

ampliación del procedimiento indirecto de división. Se emplea en los casos en que no es posible la división indirecta por no

ninguno de los discos los agujeros, las circunferencias de agujeros necesarias. Se elige por ello un número auxiliar de división (T´) que pueda ser obtenido por división indirecta y que pueda ser mayor o menor que el número pedido (T). La difer

compensa mediante un movimiento de giro del disco de agujeros se produce partiendo del husillo del cabezal a través de ruedas de cambio. Debe marchar paralelamente al movimiento de la manivela de división cuando T´ es mayor que

cuando T´ se eligió menor que T. En la división diferencial el disco de agujeros no debe quedar sujeto a la carcasa mediante la clavija de fijación, tal como suceda en la división indirecta (

Tiene que poder girar, co

Figura 2.24 Discos de agujeros

División diferencial: la división diferencial constituye una ampliación del procedimiento indirecto de división. Se emplea en

casos en que no es posible la división indirecta por no

ninguno de los discos los agujeros, las circunferencias de agujeros necesarias. Se elige por ello un número auxiliar de división (T´) que pueda ser obtenido por división indirecta y que pueda ser mayor o menor que el número pedido (T). La diferencia resultante (T´

compensa mediante un movimiento de giro del disco de agujeros se produce partiendo del husillo del cabezal a través de ruedas de cambio. Debe marchar paralelamente al movimiento de la manivela de división cuando T´ es mayor que T, tener sentido opuesto cuando T´ se eligió menor que T. En la división diferencial el disco de agujeros no debe quedar sujeto a la carcasa mediante la clavija de fijación, tal como suceda en la división indirecta (

Tiene que poder girar, con la clavija suelta.

Figura 2.25 Divisor diferencial.

a división diferencial constituye una ampliación del procedimiento indirecto de división. Se emplea en casos en que no es posible la división indirecta por no existir en ninguno de los discos los agujeros, las circunferencias de agujeros necesarias. Se elige por ello un número auxiliar de división (T´) que pueda ser obtenido por división indirecta y que pueda ser mayor o encia resultante (T´ - T) se compensa mediante un movimiento de giro del disco de agujeros se produce partiendo del husillo del cabezal a través de ruedas de cambio. Debe marchar paralelamente al movimiento de la manivela T, tener sentido opuesto cuando T´ se eligió menor que T. En la división diferencial el disco de agujeros no debe quedar sujeto a la carcasa mediante la clavija de fijación, tal como suceda en la división indirecta (Figura 2.20).

3. Sujeción directa sobre la mesa: se emplea para la sujeción de piezas de gran tamaño. Las piezas se fijan mediante bridas, tornillos, cuñas, etc. 4. Sistema de sujeción modulares: sistemas basados en una placa base

con agujeros o ranuras, este sistema es flexible, ya que se puede adaptar una gran variedad de formas geométricas. Debido a la estandarización son configurables por CAD.

Figura 2.26 Sujeción modular.