Construccion de una fresadora CNC, parte mecanica capitulo 1

Despues de muchas cavilaciones diseñamos un casquillo que cumplia todos los requisitos, se trata de un casquillo de rosca trapecial realizada en un bronce especial, cortada por la mitad. La tuerca, va presionada por dos muelles, que a su vez, están presionados por dos tornillos. De esta manera se consigue que la tuerca siempre este perfectamente apretada al husillo y asi eliminar el juego, pero que pueda ir cerrándose conforme haya desgaste, o abrirse ante las pequeñas imperfecciones que pudieran haber en el husillo.

Eleccion del motor en la fresadora ¿DC o pasos?

Otra de las cosas a tener en cuenta, son los motores a usar en la cnc. La mayoria de CNC's caseras que hemos visto realizar usan motores paso a paso. Estos facilitan en gran medida la electronica ya que el motor se mueve por numeros discretos de angulo y esto hace que no sea necesario ponerle un detector al eje para conocer su posicion.

Este tipo de motores tiene muchos inconvenientes, por ejemplo, tiene el máximo de fuerza a bajas revoluciones por lo que no podran ir a mucha velocidad, a menos que aumentemos el paso del husillo, perdiendo precisión.
Tambien son menos suaves, mas caros y mas grandes que los motores DC.
El principal problema de usar un motor paso a paso en una cnc es precisamente el que tendria que ser su mejor virtud, el sistema de pasos hace que si por algun motivo se pierde uno, todo el resto de la pieza saldra mal, ya que todos los calculos de la posicion de la fresa seran erroneos.

La alternativa economica a los motores paso a paso son los motores de corriente continua DC, estos tienen la ventaja de que son baratos, potentes y pequeños, y el inconveniente de que la electronica se complica y de que necesitara un sistema retroalimentado para conocer la posicion del eje del motor en todo momento.

Por todo lo expuesto nosotros decidimos usar motores dc con reducción planetaria y con encoders opticos. La electronica la desarrollaremos especialmente para el proyecto con la ayuda de circuiteria dedicada para poder gestionar de forma perfecta los 3 motores.

Construccion de la CNC

A continuacion muestro los pasos generales que he seguido para realizar el retrofit. Los encoders y finales de carrera los pondremos en el proximo articulo.

retrofit fresadora.

Lo primero que hago es desmontar los husillos con las piezas que los sujetan y la tuerca, para sustituirlos por otros mas adecuados.
Freso y torneo la pieza que va a sujetar el motor,el encoder,los cojinetes axiales y el husillo. La pieza es de duraluminio, que pesa poco, no se oxida y es suficientemente fuerte.

pieza que sujeta el conjunto.

Para fabricar la tuerca, necesito hacerme una herramienta de rosca trapecial paso 3 interior. Primero hago una herramienta de acero rapido al cobalto.

afilando una herramienta de acero rapido rosca trapecial.

Freso la tuerca de bronce, procurando que todo me quede bien a escuadra.

fresando tuerca.

Como la tuerca es cuadrada, y no tengo un plato de cuatro garras para el torno, tengo que fabricar un utillaje, que me permitira cogerla en el torno.Le hago unos taladros para roscar a M6, donde atornillare el utillaje mecanizado.

roscando M6 para coger utillaje.

El utillaje es un redondo de aluminio, lo torneo y lo taladro. Comparo el utillaje para que los taladros me queden centrados con el de la tuerca, asi cuando gire, estara perfectamente alineado con la tuerca.

comparando utillaje.

Monto el utillaje sobre la tuerca y aprieto bien fuerte.

montando utillaje.

Cojo la tuerca en el torno y la refrento para que la rosca me quede perfectamente a 90 grados con la cara.

refrentando tuerca.

girando.

Antes de roscar, hay que poner la combinacion de engranajes en el torno, que nos permita un avance de paso 3.

cambiando engranajes.

Roscamos la pieza en el torno con cuidado de que no choque el carro con el cabezal y dando pasadas pequeñas para evitar que la herramienta flexe. Vamos dando pasadas y comprobando con el husillo la rosca hasta que este entre.

roscando tuerca.

Como la herramienta ha flexado, no ha acabado de quedar bien del todo. A continuacion voy a probar a hacer una herramienta de widia que es mucho mas rígida.
Se trata de coger una plaquita de widia e insertarla en una barra de hierro. Primero corto la barra y luego la cojo en el torno.

barra cogida en el torno.

Le torneo una mecha para que no me toque en las paredes de la rosca cuando vaya a mecanizarla.

torneando barra.

En la parte torneada, le hago dos taladros, uno donde ira la plaquita metida y otro que roscare para poner el tornillo que sujetara la plaquita.

roscando barra.

Coloco la plaquita de widia y la afilo.

afilando herramienta.

Compruebo que me quede bien con la plantilla de roscas.

comprobando herramienta.

Mecanizo otro cuadrado de bronce igual al de antes y con el mismo utillaje. Le hago la rosca trapecial con la nueva herramienta de widia.

roscando con herramienta de widia.

Ha quedado mejor, debido a que a flexado mucho menos.

Ahora corto la tuerca por la mitad y le pongo los muelles. Esto hará que la rosca quede con la presión justa para que no haya juego y que conforme se vaya desgastando siempre este apretada.

tuerca cortada.

Monto la tuerca sobre el husillo y vemos que va muy bien, bastante suave y sin juego.

tuerca montada.

Rebajo el extremo del husillo, donde irán los cojinetes y el acoplador.

torneando husillo.

girando.

Torneo el acoplador, que esta hecho de un redondo de duraluminio y va acoplado con unos pasadores.

torneando acoplador.

Monto todo el conjunto y parece que todo encaja.

conjunto montado.

con la tuerca.

Ahora lo monto en la maquina, lo ponemos en marcha y vemos que va muy bien, ya veremos cuando mecanicemos.

eje y montado.

Fabricamos el eje x de una forma similar.

eje x.

Y el eje z tambien es parecido.

eje z.

Bueno esto es todo por ahora. En la proxima version mejorare algunas piezas. Teniendo una cnc todo es mas facil y queda mejor. Ya os dire. Saludos.