CABEZAL DE MORTAJAR

Generalidades: Las fresadoras universales vienen equipadas con un accesorio llamado cabezal de mortajar. Este cabezal permite realizar ranuras y dentados interiores, vaciados de diversas formas y perfilados exteriores. El accesorio se acopla al cabezal horizontal de la misma manera que el cabezal vertical de fresar.En la industria mecánica también se emplean máquinas mortajadoras, especialmente construidas para trabajos de mortajar.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El modo de trabajar del cabezal d mortajar es similar al de una cepilladora.El útil realiza un movimiento de vaivén , accionado por un mecanismo de biela y manivela.La dirección de la carrera es mayormente vertical hacia la mesa, pero el cabezal puede inclinarse lateralmente.En la cara frontal se encuentran dos tornillos sobresalientes para la fijación de la cuchilla y dos tornillos para ajustar la inclinación de la cuchilla.

EL AJUSTE DE LA CARRERA

La longitud de la carrera L de la cuchilla del cabezal de mortajar de una fresadora Schaublin 13 se ajusta de la siguiente manera:

1. Girar el husillo del cabezal horizontal, hasta que el tonillo de regulación aparece frente al agujero en la parte inferior.

2. Introducir la llave hexagonal por el agujero en la cara frontal y aflojar el tornillo b de fijación ½ vuelta hacia la izquierda.

3. Ajustar la longitud de la carrera con el tornillo a (Controlar con la escala).

4. Apretar firmemente el tornillo b.

LAS HERRAMINTAS DE CORTE

El útil de corte consiste n una sola pieza. La forma d los filos se rige por la de la pieza a trabajar. Los ángulos de incidencia y de salida, así como la velocidad de corte son los empleados n el cepillado.Las herramienta de mortajar se adaptan, evidentemente, a las particularidades del trabajo que deben realizar y al modo de cepillar de la mortajadora. Normalmente tienen la forma de la herramienta de ranuras o perfilar, cuya sección recta depende de su cometido(Fig.15.75).La posición de la cuchilla puede ser vertical u horizontal (Fig.15.76). En el primer caso va sujeta directamente al carro portaherramientas por medio de bridas y , en el segundo, va montada en un portaherramientas de mango prismáticos que se embrida en el carro.La herramienta de mortajar esta sometida a fuertes solicitaciones de flexión lateral (pandeo) por efecto de la reacción vertical que se opone a la penetración de la misma (Fig. 15.77) y a la reacción horizontal que tiende a flexar la herramienta, además de la reacciones laterales que ocasionan un intenso rozamiento del material con la cuchilla. Por todo ello, las herramientas de mortajar deben sobresalir de su apoyo lo menos posible y no deben ser demasiado largas. No obstante, como no es posible cumplir habitualmente estas condiciones, la velocidad de corte y la profundidad de pasada deben ser reducidas.

TRABAJOS DE MORTAJADO Entre los trabajos característicos de la mortajadora se pueden hacer mención del ranurado y perfilado interior.El ranurado interior se efectúa con la herramienta de corte frontal de anchura calibrada (Fig.15.78 A), si la ranura no es de precisión, o bien con dos herramientas(Fig.15.78 B), una de ellas para el desbaste y otra para el acabado, si la ranura debe ser precisa. En primer lugar, se centra la herramienta respecto al eje de la pieza y se hace que su filo roce levemente la cara inferior (Fig.15.79 A). En este momento se gradúa el tambor a cero y se pone en marcha la maquina dando las pasadas sucesivas hasta alcanzar la profundidad conveniente(Fig.15.79 B).Para el mortajado de una abertura rectangular en una pieza (Fig.15.80), se parte de un agujero previo por el que se introduce la herramienta y, a partir de ahí, se dan varias pasadas paralelas desplazando lateralmente aquella hasta completar toda la abertura.El perfilado de un agujero de sección cuadrada(Fig. 15.81) se hace a partir de un orificio circular de partida que permite el paso holgado de la herramienta. Tratándose de una figura regular, se gira la mesa el ángulo correspondiente (90 en este caso) para mecanizar cada una de las esquinas hasta completar el perfil.

Movimiento del cabezal de mortajar

El movimiento vertical alternativo del cabezal de la mortajadora se obtiene por diferentes sistemas neumáticos(piñón y cremallera, biela manivela, tornillo y tuerca....) y también por accionamiento hidráulico.El mas extendido de los sistemas mecánicos es el mecanismo biela manivela, con sus diversas variantes. Así, en la Fig. 15.72 A se presenta un mecanismo de colisa oscilante y biela frontales.Consiste en una corona dentada(4),movida por el piñón (5), que lleva una corredera(2) deslizante en la guía central de un brazo o colisa (1). Este brazo esta unido al carro portaherramientas por la biela (3). Como es lógico, la longitud de la carrera se controla por la posición radial de la corredera (2), que se coloca en la posición requerida al mover un husillo que lleva la corona (4).La carrera de trabajo corresponde al desplazamiento angular 2x de la corredera sobre un radio determinado; la carrera de retroceso corresponde, por otra parte, al ángulo 2B. Al ser uniforme el movimiento circular de la rueda (4), se comprende fácilmente que la carrera de retroceso es mas rápida que la de trabajo, tal como interesa en el cepillo.Una variante del mecanismo anterior se representa en la figura 15.72B. En este caso, el plato, la colisa y la biela ocupan una posición distinta y se encuentran en el mismo plano del carro portaherramientas. El movimiento circular de la rueda(3) se transforma en movimiento de vaivén de la colisa(1), la cual lo transmite a la tuerca (6) solidaria al carro (5) por medio de la biela (8). El ajuste de la carrera, es decir, de la zona de trabajo, se realiza modificando la posición de la tuerca (6) con el giro del piñón cónico (10). Cuando aquella esta en el punto requerido , se aprieta la palanca (7) que fija la tuerca en la posición deseada. La amplitud de la carrera se logra desplazando radialmente la corredera(2) sobre las guías del palto dentado(3).En la Fig. 15.73 se puede ver el esquema del accionamiento hidráulico del carro portaherramientas de una mortajadora.Muchas maquinas tienen el carro inclinable (Fig. 17.74) para poder mortajar superficies inclinadas sin necesidad de recurrir a montajes complicados de las piezas. Para ello, el carro (4) se desliza sobre una cuna oscilante(1) que pivota sobre el eje (2) del cabezal (3) y que se puede inclinar un máximo de 15 .

CUCHILLAS PARA MORATAJADO

EL CABEZAL DE TALADRAR Y DE TORNEAR

Generalidades: Con el fin de garantizar una perpendicularidad rigurosa entre una superficie de referencia y un agujero, estos deben labrarse mediante una operación de torneado.Con el cabezal de tornear, esta operación puede llevarse a cabo sobre la fresadora o taladradora ,en piezas demasiado grandes o inadecuadas para la sujeción en el torno.También permite taladrar en una sola sujeción agujeros con diámetros variables, mucha veces no realizables con escariadores, fresas ,brocas y asientos planos, in perder las coordenadas. Las distancias entre agujeros taladrados y torneados pueden mantenerse dentro de muy pequeñas tolerancias.

EL CABEZAL DE TALADRAR

El cabezal de taladrar se sujeta en el husillo de trabajo de la maquina, donde realiza el movimiento giratorio de corte.La cara frontal vine provista de uno o dos agujeros para la sujeción de las cuchillas de torneado de interiores. Con un tornillo a escala, la cuchilla puede desplazarse radialmnte, después de cada pasada, hasta llegar al radio de rotación requerido.El movimiento de avance axial es accionado por la mesa de la fresadora o por el husillo de la taladradora.

CABEZAL DE TORNEAR

Además de lo escrito anteriormente el cabezal de tornear permite realizar el torneado de refrentado .

Durante el movimiento giratorio del cabezal, se detiene con la mano el anillo de ajuste radial, poniendo en marcha el desplazamiento de la cuchilla.Este anillo viene provisto de una escala para el ajuste del diámetro a taladrar o para la colocación de un tope que limita el diámetro máximo a tornear.

LA CAJA DE TREN DE ENGRANAJES

La caja de tren de engranajes es un accesorio importante de la fresadora, la cual permitirá realizar roscas en la fresadora mediante cálculos. Este accesorio se coloca en la parte lateral de la fresadora. Para fresar es el resultado de la combinación de los movimientos de rotación del husillo del divisor y del tornillo de avance de la mesa de la fresadora.Para sincronizar estos movimientos, basta unir el tornillo de la mesa con el divisor mediante un tren de engranajes. Esta técnica no representa nada nuevo, siendo similar al tren de engranajes que une el husillo principal de un torno con el tornillo patrón.

El tren de engranajes

Sabemos que el tren de engranaje s es la relación entre el paso de hélice y el paso del tornillo de la mesa.

En general, el acoplamiento internos del divisor que puede tener una relación de 1: 1 o 2: 1. Además, pasa por el sinfín con una relación de 40: 1. Están relaciones que siempre se controlan en divisores desconocidos, deben ser consideradas en el cálculo del tren de engranajes

Z conducida Paso de la hélice Z conductora Paso del tornillo. Rsf

Ph pt . Rsf Trabajando con un divisor con una relación interna de 2: 1 y 40: 1, tenemos:

Z conducida Ph PhZ conductora Pt . (2: 1) . (40: 1) Pt . 80

Es importante observar que la primera rueda conductora Z1 se encuentra abajo, sobre el eje del tornillo de la mesa

NOTA 1: Cuando el ángulo B es mayor de lo que puede inclinarse la mesa, el fresado se efectúa con el cabezal vertical(croquis).

La inclinación del cabezal es idéntica con la inclinación de la mesa.

NOTA 2: Hay divisores que permiten también un acoplamiento directo del tren de engranajes con el husillo principal .

Para estos casos el tren de engranajes es: Ph Pt

EjemploFresar un sinfín con paso modular. Dp = 30 mm; m = 2, 5 Pt = 4 mm ; Esf = 40: 1

Ph = m . Π = 2, 5 . 3, 14 . = 7, 85 mm

Angulo de la helice α = tg α = Ph Dp . Π

7, 85 30. 314 Tg α = 7, 85

FRESADO DE RANURAS HELICOIDALES

Generalidades : La maquina fresadora universal, en combinación con un divisor y un tren de engranajes, permiten fresar ranuras helicoidales en brocas, machos, escariadores, fresas, etc. Además siervo para fresar los dientes de ruedas helicoidales, roscas y guías ranuradas.Este modo de fresas es el resultado de la combinación de los movimientos de rotación del huesillo del divisor y del tornillo de avance de la mesa de la fresadora.Para sincronizar estos movimientos, basta unir el tornillo de la mesa con el divisor mediante un tren de engranajes.Esta técnica no representa nada nuevo, siendo similar al tren de engranaje que une el huesillo principal de un torno con el tornillo patrón.La relación de las ruedas dentadas depende.

- del paso de la hélice a fresa Ph, de la relación del sin-fin del divisor Rsf (y del par de engranajes), y del paso del tornillo de la mesa

Si el paso de la hélice es derecho o izquierdo, se necesita intercalar una rueda intermedia en el tren de engranajes-

La división : La división se efectúa de manera conocida, observando que después de cada ranura fresada el plato divisor debe fijarse con el mecanismo

correspondiente (clavija), antes de proceder a girar el manubrio. Una vez efectuada la división, se abre el mecanismo de fijación, permitiendo el giro libre del plato divisor.No es posible hacer la división diferencial en combinación con el fresado de hélices.

El paso de la hélice Ph

El paso de la hélice es la distancia axial recorrida por un a ranura durante una vuelta y puede ser comprobado con el avance en rosas de varias entradas.

Calcular el paso de la hélice Ph

b = a . tg α a = d . Π b = Ph

Paso de la hélice Ph = tg α . d . Π = = = = = = = = = = = = También Ph = ctg β . d . Π Conociendo el paso Ph y el diámetro del angulote la helice β se calculo:

Angulo de la hélice β ; ctg β = Ph d . π

El diámetro d y el ángulo de hélice β

El ángulo de la hélice no es el mismo en el diámetro exterior que en el diámetro del núcleo.Según el tipo de pieza a fabricar, el cálculo de ángulo de la hélice se basa en uno de los siguientes diámetros

De = diámetro exterior: para brocas, fresas, escariadores, etc.Dp = diámetro primitivo: para ruedas, helicoidales, sinfines, etc.Di = diámetro interior: para guías, ranuras, especiales.

El ángulo de inclinación de la mesaLa magnitud del ángulo de inclinación de la mesa α es la diferencia entre 90º y el ángulo de la hélice β.

Angulo de la mesa α = 90º - ángulo de la hélice β ;α = 90º - β

UTILES DE FRESADO

Fresas de disco , fresas de forma, fresas angulares y fresas para ruedas dentadas. Estas fresas se utilizan, cada una, de acuerdo a su forma y construcción para determinadas técnicas de trabajo.

FRESAS DE DISCO

Las fresas de disco se utilizan para fresar ranuras largas. Para evitar rozamiento lateral en ranuras profundas existen tipos de corte lateral (3 cortes).Las fresas del disco tipo sierra sirven para fresar entalladuras estrechas o cortes.

FRESAS DE FORMA

Estas fresas se utilizan para el fresado de perfiles variados. La forma y dimensión del perfil de la fresa es producida en el material.Para fresas especiales, las fresas se fabrican mayormente en el propio taller.

FRESAS ANGULARES

Fresas angulares se utilizan en general para el fresado de colas de milano y guías prismáticas. Se fabrican con ángulos de 45 90 con intervalos de 5 .

FRESAS PARA RUEDAS DENTADAS

Para el fresado de ruedas dentadas se utiliza fresas que tienen el mismo perfil que el flanco del diente.En el fresado por generación o procedimiento continuo se trabaja con fresas creadoras.

Nota: Existen gran numero de fresas especiales no descritas, pero la utilización es similar.