Contrabalanceo cabezal fresadora Sieg X2 SX2P

[Hugo Turn]

Hace tiempo que le vengo dando vueltas a eliminar el sistema de contrabalanceo que traen originalmente las Sieg X2, que es un muelle que actúa sobre una palanca. El mecanismo muchas veces choca con la pieza que se está mecanizando, no es lineal la fuerza que aplica para contrarrestar el peso del cabezal y la aplica en un lateral cosa que tampoco ayuda a que funcione muy bien el sistema.

El diseño que hice se colocaría en el centro de la columna de la fresadora, y lleva un muelle de gas. Al principio no me parecía una buena solución lo de los muelles de gas por que pensaba que eran simplemente un pistón que comprimía un gas cuanto mas se bajaba, lo que tampoco sería una fuerza lineal, pero viendo información on-line de fabricantes, entendí que realmente funcionan por la diferencia de superficie que tiene el pistón entre la cara que que tiene el vástago y la que no la tiene, que ambas caras están sometidas a la misma presión de gas y que además están conectadas por una perforación... El resultado es una fuerza bastante constante en todo el recorrido.
Este es el documento que vi para entender el funcionamiento de los muelles de gas:

https://www.stabilus.com/fileadmin/download/Stabilus_Industrie_12_05_span.pdf

Este es el diseño de lo que estoy haciendo:

Imprimir by Hugo González, en Flickr

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El muelle se acciona a través de una polea para que no sea necesario un recorrido tan largo. La pieza que lleva la polea se mueve dentro de un tubo, por lo que siempre está guiada.

Luego sigo con las piezas que ya tengo hechas.

Saludos
Hugo

[Tr Precision Machining]

me siento por aqui a seguir tu mejora

[Hugo Turn]

El muelle de gas que usaré es este:

muelle gas OK 3 d by Hugo González, en Flickr

muelle gas OK 3 c IMG_3334 by Hugo González, en Flickr

Las primeras piezas que estoy haciendo son las que se fijan en los extremos del muelle, son de aluminio 5083.
Lo primero dejar a escuadra las caras verticales, las que van paralelas al tubo. Mecanizo las dos piezas juntas:

1 IMG_3316 by Hugo González, en Flickr

2 BE1347C00 by Hugo González, en Flickr

Para dejar a escuadra las caras superior e inferior utilizo un trozo de barra calibrado como referencia para colocar la pieza en la mordaza:

3 IMG_3318 by Hugo González, en Flickr

Ranurado de la pieza inferior para que entre la polea, con una fresa de 8mm, en varias pasadas, hasta 12mm de ancho y 25mm de profundidad, lo que daba la fresa:

4 IMG_3322 by Hugo González, en Flickr

5 IMG_3323 by Hugo González, en Flickr

Las piezas antes de las perforaciones y roscados. La ranura vertical es para salvar la costura del tubo. Los chaflanes están hechos con un avellanador... pero quedaron decentes:

5,6 IMG_3338 by Hugo González, en Flickr

La siguiente pieza es la polea pequeña que va dentro del tubo. Lo mas complicado para mi fueron los alojamientos para los rodamientos, por la precisión con que hay que hacerlos:

6 IMG_3327 by Hugo González, en Flickr

Tomando referencias para el mandrinado:

7 IMG_3329 by Hugo González, en Flickr

8 IMG_3330 by Hugo González, en Flickr

9 IMG_3333 by Hugo González, en Flickr

10 IMG_3340 by Hugo González, en Flickr

Por el momento va quedando bien, me falta solo el mandrinado del otro lado:

11 IMG_3342 by Hugo González, en Flickr

12 IMG_3343 by Hugo González, en Flickr

Bueno, por el momento hasta aquí he llegado:

13 conjunto by Hugo González, en Flickr

Saludos
Hugo

[kankarrio]

como tengo la misma me quedo a mirar

[becario10]

Buena idea.
Pero la pieza  que desliza  dentro del tubo en aluminio te dará problemas a la larga.
O la tendrás que anodizar o realizar de otro material. bronce, latón, fundición.
También le podrías hacer unos rebajes y poner en ellos unas placas de algún plástico técnico para que no haya fricción acero aluminio.

[Hugo Turn]

Gracias a todos por seguir el proyecto.
Becario10, ya veré que tal se comporta la pieza móvil, aunque si el conjunto queda bien construido los esfuerzos laterales que hacen rozar la pieza de aluminio con el tubo deberían ser prácticamente inexistentes. Si veo que roza mucho la haré en bronce o latón.

Saludos
Hugo

[Hugo Turn]

Bueno, sigo con lo que pude avanzar en el proyecto:

Ya tengo la polea que se mueve dentro del tubo y que va conectada al muelle acabada, el eje es hueco roscado y se ajusta con tornillos en cada extremo:

IMG_3347 by Hugo González, en Flickr

IMG_3345 by Hugo González, en Flickr

La otra pieza que va unida al muelle, la que va atornillada al tubo y los soportes de la polea superior:

IMG_3353 by Hugo González, en Flickr

El conjunto montado:

IMG_3349 by Hugo González, en Flickr

IMG_3352 by Hugo González, en Flickr

IMG_3350 by Hugo González, en Flickr

IMG_3351 by Hugo González, en Flickr


Saludos
Hugo

[Lete]

   Hola Hugo !!

    Es un placer ver tus trabajos. Siempre con espíritu creativo, donde se mezclan el ingenio, la sobriedad en el diseño,

    y el buen hacer.

       Un apunte nada más. Referente al problema que apunta Becario, pienso igual, aumentar el diámetro de los agujeros

      sin hacerlos pasantes del todo, con una pequeña pestaña, puedes meter dentro un tubito de algún material plástico

      como los que se usan en automoción, para que se deslice sin rozar.

     Gracias amigo por compartirlo.      Lete. 

[fusval]

Buena idea y magnifica ejecucion.
Resultado garantizado, si no hay presion en el contacto acero-aluminio.
Sino tendras que inventar algun sistema que facilite el deslizamiento.
 

[PEPEFOCO]

  hola Hugo
Bonito trabajo 

Una pregunta la fuerza que hace el amortiguador es proporcional al desplazamiento del eje Z

Si no lo he entendido mal 

No sería mejor un peso equivalente al cabezal para que el peso de este sea 0 

Me gusto el suplemento del eje Z 

De hecho he visto un vídeo de otro suplemento pero en horizontal para ampliar el Y 

Un saludo

[Hugo Turn]

Hola compañeros.
Gracias a todos por los comentarios.

Respecto a lo que comentaban Becario10, Lete y Flusval del rozamiento lateral de la pieza deslizante que lleva la polea, yo creo que será mínimo. En realidad no es necesario que vaya dentro de un tubo guía para funcionar, yo he probado el conjunto fijando con un tornillo de banco la parte superior y tirando del cable y funciona sin problemas. Lo de meterlo dentro del tubo es mas que nada por seguridad de que realmente no se vaya a desviar y especialmente girar y tocar el interior de la columna. También este tubo me va muy bien para que todo el conjunto se pueda sobreelevar respecto de la columna y se apoye en la parte inferior. Haciendo un cálculo de fuerzas un poco a lo bruto con el método de descomposición gráfica, si el muelle hace 30kg de fuerza, la longitud promedio son 300mm y calculamos la desviación es de 1mm (muy exagerada por que no tendrá esa holguras dentro del tubo) la fuerza lateral de la pieza móvil sobre el tubo sería de 100g. Lo que haré es montarlo, probar algunos temas que me preocupan como si la fuerza será la correcta o el punto de fijación en el cabezal, y después de un tiempo lo desmontaré para ver como están las piezas internas. Si allí veo desgaste volveré a hacer la pieza de latón o bronce.

Pepefoco, no hay duda que desde el punto de vista mecánico la mejor manera de equilibrar el cabezal sería con otro peso que actúe en el sentido opuesto, pero es bastante peso, incomodo para usar y al final todas las fresadoras usan otros métodos mas o menos sofisticados para realizar esta compensación (también las hay sin compensación, claro). Los muelles de gas son bastante lineales, creo que en todo el recorrido la fuerza solo varía entre un 5% y un 10% según modellos. En el link que pongo en la primera entrada explican muy bien el funcionamiento y esas características, que es con variantes la solución mas usada en estas fresadoras pequeñas y sencillas.
Yo estoy muy contento con el suplemento del eje Z, aunque de este suplemento lo que mas me interesaba era el desplazamiento de la columna en el eje Y.
Si tienes el link del video aquel que me comentas, me gustaría verlo.

Saludos
Hugo

[Tr Precision Machining]

 Como siempre en tus trabajos una ejecucion limpia como un quirofano..da gusto ver tus procesos con dbujos 3D etc..

el asunto del tubo..pues si lo pones pues bien es un punto mas..pero en mi opinion te vas jubilar antes de que por rozamiento te atasque el sistema

un saludo

michel

[PEPEFOCO]

  hola
https://youtu.be/80200MxByCI

Es una transformación de una Shieg al girar se ve el suplemento detrás de la base para ampliar el Y
Primero presenta la caja para poner la Fresadoras y de la mitad al final se ve la base

Un saludo 😀

[wels]

hola
https://youtu.be/80200MxByCI

Es una transformación de una Shieg al girar se ve el suplemento detrás de la base para ampliar el Y
Primero presenta la caja para poner la Fresadoras y de la mitad al final se ve la base

Un saludo 😀

El hilo que has puesto no se corresponde con una Shieg, es de la GRIZZLY G0704
Esa fresadora es equivalente a las HBM bf20 o las Opti bf20, que creo es la que tú tienes

La conversión es muy buena pero hay dos cosas que no me terminan de gustar, la modificación a poleas del cabezal tal cual lo hace, elimina el movimiento de la pínula, pero, como emplea CNC en el eje Z quizás no lo necesite
Por otro lado, el compensar el peso del mismo con un amortiguador, esta bien, aunque ( y eso es lo que no me gusta)
Dado que estos tienen una velocidad limitada por su forma de trabajar se tendrá que limitar también los "rápidos" en la subida/bajada del conjunto o se perderán pasos
Por lo demás, es una conversión de quitarse el sombrero

[PEPEFOCO]

 
Sabia que había visto algo pero no lo encontraba

https://youtu.be/ijRL68ZXFRE

a ver si te gusta este 

Un saludo